<p> Eleven facies types, distinguished on the basis of internal grain size and primary sedimentary structure, were obsereved at the central region of the Brampton esker. These facies were then used to perform an empirical test of H.C. Saunderson's model of eskerine sedimentation for this part of the esker. Primarily, the vertical sequence of facies consisted of: (a) cross-bedded gravel representing the front of a prograding delta; (b) delta-front sands that are poorly sorted and characterized by massive structure and parallel lamination; (c) cross-bedded coarse sand recording the migration of sand waves across the topset; (d) trough-shaped cross-laminae of fine sand indicating current ripple migration on top of the sand waves; (e) draped lamination grading into cross-laminae of fine sand showing stoss-side preservation as the ratio of suspended sediment to bed load decreased; and (f) thick layers of silt and clay deposited in stagnant water conditions brought about by delta abandonment. Cut-and-fill structures were also present, giving evidence of distributary channels traversing the delta. </p> <p> Saunderson's model adequately explains the origin of sediments in the central region of the esker, but some modifications were made on the basis of new evidence revealed by a recently uncovered exposure. </p> <p> The sedimentary enviroment was that of a delta which consisted of a topset network of distributary channels prograding into a glaciolacustrine enviroment. / Thesis / Candidate in Philosophy

<p>Water hardness indicates the concentration of calcium and magnesium ions in water. Water with high concentrations of these ions is described as hard water and water with low concentrations is described as soft water. Water that is too hard or too soft can lead to technical and economical problems. In collaboration with Midvatten AB, groundwater hardness in the Badelunda esker between Leksand and Avesta has been mapped, and an attempt has been made to explain the variations. For this purpose, different GIS programs, such as ArcView, ArcInfo, IDIRISI, and one geochemical modelling program, PHREEQC, has been used. GIS programs were used for digitising geological and hydrological maps and then for combining them with other kinds of data. Simulations of chemical equilibria have been accomplished using PHREEQC.</p><p>The absolutely most important factor that affects groundwater hardness is dissolution of carbonate minerals. The dissolution is controlled by access to these minerals and pH value of groundwater. Soil samples taken along Badelunda esker indicated the presence of carbonate minerals, and showed significant variation in carbonate content. PHREEQC simulations have indicated that samples from most of wells were saturated with calcite, it means there is no lack of carbonates. The simulations indicated even the importance of carbon dioxide pressure for pH and hardness in groundwater. Because this pressure is much higher under the ground than in the atmosphere the pH value will change as soon the water comes in contact with atmospheric air. Measurements of pH in field are quite complicated and are not usually performed in the field. In this work, pH values were obtained from laboratory analyses, and no measurements were made in the field.</p><p>Also road salt effects hardness. From several wells located closely to way 70 were received data showing rising chloride contents and hardness during last 30-40 years. The direct effect of road salt on hardness (exchange of Ca2+ by Na+) was investigated using simulation in PHREEQC. Results of simulations showed that effect of road salt on groundwater hardness are of secondary significance.</p><p>In some cases, extreme values in groundwater hardness could be explained by infiltration of surface water or by the occurrence of relict seawater.</p> / <p>Hårdhetsgrad anger koncentration av kalcium- och magnesiumjoner i vatten. Vatten med höga koncentrationer av dessa joner betecknas som hårt och vice versa. Både för hårt och för mjukt vatten innebär tekniska och ekonomiska problem. På uppdrag av Midvatten AB har ett försök att kartlägga och förklara variationen i grundvattnets hårdhet i Badelundaåsen mellan Leksand och Avesta genomförts. I arbetet användes olika GIS-program, såsom ArcView, ArcInfo, IDRISI, och ett geokemiskt modelleringsprogram, PHREEQC. GIS-programmen användes för digitalisering av geologiska och hydrologiska kartor och sammanställning av dessa kartor med andra typer av data. I PHREEQC genomfördes simuleringar av kemiska jämvikter.</p><p>Den absolut viktigaste faktorn som påverkar grundvattnets hårdhet är upplösning av kalkrika mineral. Upplösningen styrs av tillgången på kalkrika mineral och vattnets pH-värde. Jordprover som upptogs längs Badelundaåsen visar på att det finns kalkrika mineral i marken och att karbonathalten i materialet varierar betydligt. Jämviktssimuleringar med PHREEQC visade dock att prover från de flesta brunnar var mättade med avseende på kalcit. Det innebär att tillgången på karbonat inte är den begränsande faktorn. Dessa simuleringar visade dessutom att koldioxidtrycket är en viktig faktor som påverkar pH-värde och hårdhet. Koldioxidtrycket i atmosfären är mycket lägre än det som råder under markytan och därför förändras den kemiska jämvikten i grundvattnet så fort det kommer i kontakt med atmosfärsluften. pH-mätningar i fält är tidskrävande och brukar inte utföras vid vanlig provtagning. I examensarbetet ingick inte några egna vattenprovtagningar. Analysresultat som användes i examensarbetet var framtagna på laboratorium, d.v.s. pH-mätningar utfördes inte i fält.</p><p>Salt som sprids ut på vägar under vintertid har också en hårdhetsökande effekt. Från flera vattentäkter som ligger i närheten av riksväg 70 (Rv70) erhölls tidsserier som visade på stigande trender i både kloridhalter och hårdhet. Den ökade trafikbelastningen på riksväg 70 har sannolikt en betydande påverkan på grundvattenkvalitet. Beräkningar och simuleringar utförda inom ramen för detta examensarbete visade att vägsaltets effekt på grundvattenhårdhet är av sekundär betydelse.</p><p>Inblandning av ytvatten respektive relikt vatten förklarade exceptionellt låga respektive höga hårdhetsvärden i vissa brunnar.</p>

Accurate estimates of the amount of groundwater entering a lake on a yearly basis may provide valuable information for assessing contaminant loadings such as nutrient mass fluxes and the subsequent contribution of groundwater to eutrophication. Groundwater exchange with lakes is often a critical component of a lake’s water balance, yet its quantification has often proven problematic. Large component uncertainties preclude accurate estimation of the groundwater flux, upon which the assessment of contaminant loadings may depend. In this study, water balance techniques for lake systems were assessed at Lake Pyhäjärvi (near Säkylä, SW Finland), a relatively large lake in a long established agricultural area. A water balance was conducted over 38 water years to estimate the net groundwater discharge into the lake. This was compared with groundwater flux estimates via Darcy’s Law for the adjacent Honkala Aquifer in the Kuivalahti-Säkylä tributary esker (a potential conduit for groundwater impacted by agricultural practices). Direct runoff estimates were initially made using an average of river flow per unit area ratios from the two rivers that flow into the lake. Adjustments to these estimates were made using PART (Rutledge, 2007) hydrograph separation results from the larger river. The mean net groundwater discharge increased from -73 to +38mm per unit lake area (-4.8 to +2.5% of average total inflow) due to these adjustments, which yielded a better qualitative match with observations at the lake (e.g., Rautio, 2009; Rautio and Korkka-Niemi, 2011). Uncertainty analysis for the water balance indicated that relative uncertainty ranged from 40 to 2900% on the net groundwater flux, while the average absolute uncertainty was 118mm per unit lake area. Groundwater discharge estimates based on Darcy’s Law were ≤ 22 mm per unit lake area (≤1.4% of average total inflow) with sizeable uncertainty (± one order of magnitude). Most of the uncertainty on the net groundwater discharge estimates was incurred from the evaporation, precipitation, and direct runoff components; esker flux uncertainty was essentially due to error on the hydraulic conductivity estimate. The resolution of the water balance method suggests that it is better suited to lakes with relatively large net groundwater contributions (>5% of average total inflow). Results highlight the following needs for large lake water balances: improvements in the accuracy of evaporation, precipitation, and direct runoff component estimates; and uncertainty analysis. Groundwater contributions to inflow rivers may be more important than direct discharge from highly permeable subsurface materials adjacent to lakes in the context of understanding nutrient loadings to large lakes.

Accurate estimates of the amount of groundwater entering a lake on a yearly basis may provide valuable information for assessing contaminant loadings such as nutrient mass fluxes and the subsequent contribution of groundwater to eutrophication. Groundwater exchange with lakes is often a critical component of a lake’s water balance, yet its quantification has often proven problematic. Large component uncertainties preclude accurate estimation of the groundwater flux, upon which the assessment of contaminant loadings may depend. In this study, water balance techniques for lake systems were assessed at Lake Pyhäjärvi (near Säkylä, SW Finland), a relatively large lake in a long established agricultural area. A water balance was conducted over 38 water years to estimate the net groundwater discharge into the lake. This was compared with groundwater flux estimates via Darcy’s Law for the adjacent Honkala Aquifer in the Kuivalahti-Säkylä tributary esker (a potential conduit for groundwater impacted by agricultural practices). Direct runoff estimates were initially made using an average of river flow per unit area ratios from the two rivers that flow into the lake. Adjustments to these estimates were made using PART (Rutledge, 2007) hydrograph separation results from the larger river. The mean net groundwater discharge increased from -73 to +38mm per unit lake area (-4.8 to +2.5% of average total inflow) due to these adjustments, which yielded a better qualitative match with observations at the lake (e.g., Rautio, 2009; Rautio and Korkka-Niemi, 2011). Uncertainty analysis for the water balance indicated that relative uncertainty ranged from 40 to 2900% on the net groundwater flux, while the average absolute uncertainty was 118mm per unit lake area. Groundwater discharge estimates based on Darcy’s Law were ≤ 22 mm per unit lake area (≤1.4% of average total inflow) with sizeable uncertainty (± one order of magnitude). Most of the uncertainty on the net groundwater discharge estimates was incurred from the evaporation, precipitation, and direct runoff components; esker flux uncertainty was essentially due to error on the hydraulic conductivity estimate. The resolution of the water balance method suggests that it is better suited to lakes with relatively large net groundwater contributions (>5% of average total inflow). Results highlight the following needs for large lake water balances: improvements in the accuracy of evaporation, precipitation, and direct runoff component estimates; and uncertainty analysis. Groundwater contributions to inflow rivers may be more important than direct discharge from highly permeable subsurface materials adjacent to lakes in the context of understanding nutrient loadings to large lakes.

Grundvatten är ett hett ämne i dagens samhälle, speciellt då grundvattenbristen är mer förekommande vid varma och torra somrar. Det är nog många som minns sommaren 2018 där det mättes rekord i temperatur och soltimmar, men även i låga grundvattennivåer.  De rådande klimatförändringarna medför mer extrema väder där samhället, inklusive kommunerna, behöver anpassa sig och öka beredskapen. Värmdö kommun är en av dessa kommuner, som vill se över dricksvattentillgångarna och säkra dricksvattnet för en kommande klimatförändring och befolkningsökning. Kommunen ligger i Stockholm skärgård där många från Stockholm har sina fritidsboenden, men nu ökar även permanenta boende för varje år. För att säkra dricksvattenförsörjningen, inte endast inför klimatförändringar, utan även för större befolkning behöver de tänka ut ett alternativ för att öka dricksvattenresurserna om det skulle behövas.  Ett alternativ är att pumpa upp vatten från sjön Återvallsträsk på Ingarö, och låta det infiltrera i Ingaröåsen genom infiltrationsbassänger. Kommunen använder sig redan av Ingaröåsen för dricksvattenanvändningen genom tre brunnar belägna vid Fladen, Rosenmalm och Fågelvik, men alternativet är att utöka åsens resurser för ett större grundvattenmagasin. Ingaröåsen är en rullstensås som består av sorterat och rundat material vilket lämpar sig bra åt dräneringsalternativ då vattnet lätt infiltrerar marken utan att det stannar kvar i porerna.  Kandidatarbetets syfte är att, utifrån kemiska analyser och kornstorleksanalys, samt litteraturstudier, undersöka om Ingaröåsen som är placerad i närheten av Återvallsträsk lämpar sig för en återinfiltration av ytvatten från sjön Återvallsträsk. Studien undersöker även om kvaliteten på sjön lämpar sig för att återinfiltreras. Kandidatarbetet är en del av ett större arbete som Geoveta utför. Geoveta är ett konsultbolag som inriktar sig på miljö-och geovetenskapsfrågor och problem kopplade till det. Litteraturstudien gjordes för att ta fram information om åsens uppbyggnad, tillkomst, problem kopplade till åsen som deponier och täkter. Fältarbetet innebar att åsen inventerades, jord och vattenprover togs för både kemisk analys och mekanisk torrsiktning för att analysera jordartens uppbyggnad.  Materialet i Ingaröåsen består främst av sand och då mest mellan- och finsand med ensgraderat och sorterat material. Kemiska analysen på jordmaterialet påvisade att kvaliteten var god utan några anmärkningar. Sjön Återvallsträsket har visat sig ha goda möjligheter för en konstgjord infiltration, men analyserna visade på förhöjda halter av bakterier och organiskt material vilket inte är så lämpligt för dricksvattenanvändning.  Slutsatsen är att Ingaröåsen lämpar sig för infiltration av ytvatten i och med dess goda kvalitet och att de bör återanvända den gamla infiltrationsanläggningen som redan finns vid Rosenmalm. Dels eftersom det är störst jorddjup där och dels att grundvattnet flödar neråt mot fladen därifrån. Återvallsträsk behöver analyseras vidare och sedan utredas om bakteriehalterna är för höga eller om det går att åtgärda innan det infiltreras i åsen. Den förhöjda halten av organiskt material bör gå att åtgärdas genom luftning av vattnet i bassängerna. / The question about groundwater in today’s society is a controversial subject where the current climate change leads to more extreme weather and the society has to increase the readiness to it.  Värmdö kommun has taken action to this and has given Geoveta the work to determine if it is possible to re-infiltrate water from the lake Återvallsträsk into the esker on Ingarö. This bachelor’s work is a small project within the larger one and aiming to investigate if the esker on Ingarö is suitable for re-infiltration from the lake Återvallsträsk. This work includes a literature study in order to get information about the structure of the esker and origin and problems linked to it used for landfills and gravel pits. It also includes a field study where soil and water samples were taken to be analyzed in a chemistry lab and for dry sieving to see what the samples contains and how the particle size distribution is formed. The material in the esker contains mostly sand and some gravel and the quality turned out fine. The quality in the lake turned out to not be so good, containing elevated levels of bacteria and organic material.  The conclusion is that the esker is suited for re-infiltration of lake water, but the lake needs to be continuously tested again and further analyzed and determine if the elevated levels of organic material and bacteria can be reduced.

<p>When establishing a groundwater protection area it is of great interest to be able to estimate the transit time of the groundwater from different places of the aquifer to the withdrawal well. These estimates can be uncertain due to heterogeneities in the aquifer. As a part of the work to develop methods for a more certain delineation of protection areas, a tracer test was performed in an esker located 25 kilometres NW of the town Uppsala.</p><p>The purpose of this master thesis was to perform, describe and evaluate the tracer test. Travel times from the tracer test should then enable comparison against stochastic simulated travel times of the groundwater in the area.</p><p>Three dyes (rhodamine WT, uranine and naphtionate) and a salt (NaBr) were used in the tracer test. The tracers were injected in four different wells located 25 meters from a pumping well. The pumping well was pumped at a rate of 1.7 L/s and water samples were collected from the pumped water. The calculated mass recovery was large for bromide (101 %) but considerably lower for the dyes rhodamine WT (70 %), uranine (61 %) and Naphthionate (19 %). The low mass recovery for the dyes is probably due to degradation and maybe also adsorption.</p><p>An analytical solution to the advection – dispersion equation in one dimension for radial converging flow was used for the interpretation of the breakthrough curves. Smallest and largest transit time that was received from the model fitting was 1,9 days and 5,1 days respectively and without exception large longitudinal dispersivities (9-35 m). Point dilution tests were performed in the injection wells in order to determine the ground water flow at these wells. The tests gave information about the magnitude of the ground water flow, differences between the wells and the flow change at pumping.</p><p>Travel times were estimated from the received breakthrough curves and the travel time distributions can be used for comparison against stochastic simulated travel times of the groundwater.</p> / <p>Vid utformningen av skyddsområden för grundvattentäkter är det av stor vikt att kunna uppskatta grundvattnets transporttid (uppehållstid) från olika partier av akviferen till uttagsplatsen. Dessa bedömningar har en tendens att bli osäkra på grund av heterogeniteter i akviferen. Som ett led i arbetet att utveckla metoder för en säkrare avgränsning av skyddsområden genomfördes ett spårämnesförsök i en isälvsavlagring (Järlåsaåsen) belägen cirka 2,5 mil nordväst om Uppsala.</p><p>Syftet med examensarbetet var att genomföra, beskriva och utvärdera spårämnesförsöket. Bestämda transporttider från spårämnesförsöket skulle sedan kunna användas för jämförelse med stokastiskt simulerade transporttider för grundvattnet i området.</p><p>Tre färgspårämnen (rhodamin WT, uranin och naphtionat) och ett salt (NaBr) användes vid spårämnesförsöken. Spårämnena injicerades i fyra olika grundvattenrör belägna 25 meter från en uttagsbrunn. Pumpflödet ur uttagsbrunnen var 1,7 L/s och med en automatprovtagare togs vattenprover från det uppumpade vattnet. Resultatet från massbalansberäkningarna visade på att all injicerad bromid återfanns i uttagsbrunnen, men andelen återfunnen spårämnesmassa var betydligt lägre för färgspårämnena rhodamin WT (70 %), uranin (61 %) och naphtionat (19 %). Den låga andelen återfunnen massa beror troligtvis främst på nedbrytning och kanske även på adsorption.</p><p>En analytisk lösning till advektions- dispersionsekvationen i en dimension för radiellt konvergerande strömning användes vid utvärderingen av genombrottskurvorna. En minsta och största uppehållstid på 1,9 dygn respektive 5,1 dygn och överlag oväntat stora dispersiviteter (9 – 35 m) erhölls från kurvanpassningen. Den första ankomsttiden till uttagsbrunnen hade ett minsta och största värde på 3,8 respektive 13 timmar. Utspädningsförsök genomfördes också för att bestämma storleken på flödet vid injektionsrören. Dessa försök gav en bild av flödets storlek, skillnader mellan de olika injektionsrören och flödets förändring vid pumpning.</p><p>De bestämda transporttiderna visar på relativt stora tidsskillnader och ett heterogent försöksområde. Transporttidsfördelningarna utgör också ett underlag för en jämförelse mot stokastiskt simulerade transporttider av grundvattnet.</p>

<p>Over an extended period of time there have been plans to establish a shared facility in Lennheden to extract groundwater from the Badelunda esker to provide drinking water for the cities of Borlänge and Falun. The city of Falun is dissatisfied with the quality of its drinking water and the city of Borlänge is concerned about the risk of contamination of its existing groundwater supply at its current location. To provide a basis for a decision on this issue, the company Midvatten AB has been commissioned to perform hydrogeological investigations in the area of Lennheden.</p><p>The purpose of this thesis is to design a functional groundwater model of the area between Lennheden, place of planned extraction, and Övre Tjärna, place of existing extraction, to get a better understanding of the groundwater situation in the area. A groundwater model enables simulations of different scenarios in risk assessment and contaminant transport. The aim of the thesis is that the model can be used as an aid in Midvatten’s investigations in Lennheden and that it also can be used in future projects in the area.</p><p>The model has been made in Processing Modflow 5.3 and encompasses an area of 19,5 × 11 km along the Badelunda esker and the river Dalälven between Djurmo and Frostbrunnsdalen. The model has 6 layers and a cell resolution of 50 × 50 meters and 50 × 100 meters. The physical parameters of the model are comprised from different hydrological and geological investigations in the area.</p><p>The Badelunda esker and the river Dalälven totally dominate the groundwater situation in the area. A large part of the work in the thesis has been focused on the calibration of the horizontal hydraulic conductivity in the esker and the vertical hydraulic conductivity in the riverbed of Dalälven. The calibration of the model implies a vertical hydraulic conductivity of 0,01 – 0,1 md-1 in the riverbed of Dalälven, depending on the riverbed thickness.</p><p>Between Bäsna and Övre Tjärna, simulated and observed groundwater levels correspond well. The transport time of the water in the esker, simulated in PMPATH, also corresponds well with estimated transport times. The model can be used for simpler studies of contaminant transport.</p><p>Simulation of the pumping test in Lennheden gives a good correspondence eastward in the esker from Lennheden to Övre Tjärna. Westward in the esker, from Lennheden to Bäsna, the draw down is sharper than observed. Possible reasons for the sharper draw down is an underestimation of the bulk of the esker and that the vertical hydraulic conductivity of the riverbed is set too low between Lennheden and Bäsna.</p><p>In order to improve the model, the most important step should be to thoroughly investigate the river Dalälven with regards to vertical hydraulic conductivity in the riverbed and riverbed thickness.</p> / <p>Under en längre tid har det funnits planer på att upprätta en ny, gemensam vattentäkt för Borlänge och Falu kommun i Badelundaåsen i Lennheden nordväst om Borlänge stad. Falu kommun är missnöjd med vattenkvaliteten i sin ytvattentäkt och Borlänge är oroad över riskerna med att ha sin nuvarande vattentäkt i Badelundaåsen lokaliserad i nära anslutning till riksväg 70 och järnvägen. Beslut i frågan ska tas under 2006 och Midvatten AB har fått i uppdrag att genomföra geohydrologiska undersökningar i och runt Lennheden som underlag till beslutet.</p><p>Syftet med det här examensarbetet är att skapa en fungerande grundvattenmodell för området mellan Lennheden, plats för planerat vattenuttag, och Övre Tjärna, plats för befintligt vattenuttag, för att få en större förståelse för grundvattenmagasinet. En grundvattenmodell möjliggör simulering av olika scenarion så som föroreningstransport i grundvattnet och bestämning av skyddsområden. Målet är att modellen ska kunna användas som ett komplement i Midvattens undersökningar och även användas i framtida projekt i området.</p><p>Modellen är gjord i Processing Modflow 5.3 och omfattar ett 19,5 × 11 km stort område längs Badelundaåsen och Dalälven mellan Djurmo och Frostbrunnsdalen. Modellen består av 6 lager där cellernas upplösning är 50 × 50 meter och 50 × 100 meter. De fysiska parametrar som modellen är uppbyggd av är sammanställda från olika hydrologiska och geologiska undersökningar som har utförts i området de senaste 30 åren.</p><p>Badelundaåsen och Dalälven är de två komponenter som totalt dominerar grundvattensituationen i området. En stor del av arbetet har fokuserats på kalibreringen av den horisontella hydrauliska konduktiviteten i åsen och den vertikala hydrauliska konduktiviteten i Dalälvens botten. I modellen är den vertikala hydrauliska konduktiviteten i Dalälvens botten kalibrerad till intervallet 0,01 – 0,1 md-1 beroende på bottnens mäktighet.</p><p>På sträckan mellan Bäsna och Övre Tjärna så fungerar modellen bra. Simulerade och observerade grundvattennivåer stämmer väl överens. Även vattnets transporttider i åsen, simulerade i PMPATH, stämmer väl överens med uppskattade transporttider. Modellen kan användas för enklare studier av ämnestransport.</p><p>Vid simulering av provpumpningen i Lennheden så är överensstämmelsen god österut i åsen, från Lennheden till Övre Tjärna. Västerut i åsen, från Lennheden till Bäsna, är avsänkningen av grundvattennivån för kraftig. Möjliga orsaker till den för kraftiga avsänkningen är att åsens utbredning är underskattad och att Dalälvens botten har en för lågt ansatt vertikal hydraulisk konduktivitet längs sträckan Lennheden – Bäsna.</p><p>Den klart viktigaste åtgärden för att förbättra modellen skulle vara att grundligt undersöka Dalälven, särskilt längs sträckan Djurmo – Båtsta, med avseende på dess bottens vertikala hydrauliska konduktivitet och mäktighet.</p>

Les eskers de l'Abitibi-Témiscamingue sont des complexes fluvioglaciaires généralement mis en place dans un environnement sous-aquatique lors de la déglaciation. La submersion glaciolacustre Barlow-Ojibway, qui a suivi le retrait du front glaciaire, a favorisé l'accumulation de sédiments à grains fins dans les zones profondes recouvrant les irrégularités du terrain. Cette couverture de sédiments a affecté le volume apparent des dépôts granulaires en enfouissant partiellement ou complètement les flancs d'eskers. En plus d'être d'un intérêt en matériaux granulaires, les eskers de l'Abitibi-Témiscamingue sont des sources d'approvisionnement en eau potable pour plusieurs municipalités. Ce sont les sédiments à grains fins, peu perméables, sur les flancs qui favorisent la formation de réservoirs aquifères. La présence d'eau de haute qualité entre souvent en conflit avec certaines activités humaines. Pour éviter l'émergence de conflit d'usage et favoriser la protection de la ressource, un mode de gestion adapté à cette réalité est nécessaire. Pour y parvenir, ce mémoire dresse un portrait quantitatif de la réserve en dépôts granulaires de l'Abitibi-Témiscamigue et le sud de la Baie-James en plus d'évaluer le potentiel aquifère de l'ensemble des segments d'eskers. À l'aide de la modélisation de la topographie des eskers, le volume de dépôts granulaires apparent a été estimé à 10 610 millions de m*3 pour l'ensemble de l'Abitibi-Témiscamingue. De ce volume, près du tiers (3 105 millions de m*3) se concentre sur le territoire de la MRC de la Vallée-de-l'Or : 2503 millions de m3 dans le sud de la Baie-James, 1 950 millions de m*3 dans la MRC d'Abitibi, 1 630 millions de m*3 dans la MRC de Témiscamingue, 1 279 millions de m3 dans la Ville de Rouyn-Noranda et 143 millions de m*3 dans la MRC d'AbitibiOuest. La disparité dans les volumes mesurés est liée à la taille des territoires couverts, aux milieux de mise en place des eskers et à l'épaisseur des dépôts glaciolacustres qui les recouvrent. La modélisation des altitudes maximales de la submersion glaciolacustre et la présence ou l'absence des dépôts glaciolacustres ont permis de connaître l'environnement de sédimentation des eskers. Quatre milieux de mise en place ont pu être identifiés pour les segments d'esker de la région, soit: celui au-dessus du niveau maximal de la submersion (type A représentant 10 % de tous les eskers), celui de la zone sublittoral supérieure à l'altitude de la plaine argileuse (type B représentant 31 % de tous les eskers), celui de la zone profonde où les eskers sont partiellement enfouis par les sédiments à grains fins (type C représentant 58 % de tous les eskers) et celui de la zone profonde où les eskers sont complètement recouverts par les sédiments à grains fins (type D représentant 1 % de tous les eskers). Ces milieux de mise en place jumelés à la présence ou à l'absence de résurgence d'eau ponctuelle ou diffuse el à la présence d'affleurement de till ou de roc à proximité des segments permettent d'évaluer le potentiel aquifère des eskers. Quatre niveaux de potentiel aquifère ont été attribués aux segments d'eskers de la région selon ces caractéristiques; 4 signifie le meilleur potentiel et 1, le moins bon. Selon ce classement, 39 % des eskers sont de niveau 4, 32 % des eskers sont de niveau 3, 26 % des segments sont de niveau 2 et 3 % des segments sont de niveau 1. La répartition spatiale des eskers selon ce classement montre un accroissement progressif du potentiel aquifère de ces derniers vers le nord-ouest de la région : les eskers de niveau 1 se retrouvent en plus forte dominance au Témiscamingue; ceux de niveau 2 sont majoritairement localisés au sud de Val-d'Or et dans les hautes terres à l'est de Lebel-sur-Quévillon; ceux de niveau 3 se répartissent sur l'ensemble du territoire, mais avec une présence plus marquée au nord de Val-d'Or et les eskers de niveau 4 sont principalement localisés au nord d'Amos. L'acquisition, à l'échelle régionale, du volume minimal de la réserve de dépôts granulaires et du potentiel aquifère des segments d'esker fourni une base de connaissance pour cibler des segments nécessitant des études plus détaillées. En ce sens, les segments d'eskers ayant le meilleur potentiel (le niveau 3 et 4) devront être mieux définis quant à la taille des aquifères, leur recharge et leur vulnérabilité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : eskers, dépôts granulaires, potentiel aquifère, cartographie, submersion glaciolacustre

La région de l'Abitibi renferme d'abondants dépôts fluvioglaciaires de sables et de graviers, notamment des eskers, reconnus comme des aquifères exceptionnels étant donné leurs caractéristiques hydrogéologiques intrinsèques et la faible perméabilité du roc sous-jacent. Une meilleure compréhension des régimes hydrauliques relatifs à ces systèmes est nécessaire afin d'établir une gestion adaptée de la ressource hydrique. Ainsi, une étude ayant recours aux isotopes des gaz rares fut initiée dans les eskers de la région d'Amos. Douze échantillons d'eaux furent prélevés dans l'esker Saint-Mathieu-Berry (SMB), la moraine d'Harricana, l'esker de Barraute et dans la plaine argileuse située entre ces formations. Spécifiquement, des analyses sur les concentrations en gaz rares ont été effectuées. Les résultats des rapports 20Ne/4He contre 3He/4He indiquent un mélange entre une composante radiogénique enrichie en 4He, tritiogénique enrichie en 3He et atmosphérique. Le rapport mesuré 3He/4He normalisé à celui de l'atmosphère (R/Ra), où Ra=1,386*10-6, varie entre 0.224±0.012 pour l'eau d'un puits privé prélevée dans le roc (P1) et 1.849±0.036 pour le puits d'Amos. Les âges 3H-3He, obtenus grâce aux contenus en tritium et en 3He mesurés, dévoilent la présence d'eaux modernes (≤32 ans) situées principalement dans les formations fluvioglaciaires. La moraine d'Harricana, marquée par une signature atmosphérique, présente les eaux les plus jeunes variant entre 6.44±1.30 et 9.80±1.29 ans. Les âges 3H-3He montrent une relation linéaire avec la profondeur des puits pour l'esker Saint-Mathieu-Berry (SMB) et la moraine d'Harricana. Cette relation, appuyant l'utilisation du modèle d'écoulement piston pour la plupart des puits, permet de calculer des gradients verticaux d'infiltration variant entre 0.9 et 7 m/an. Elle permet d'identifier un phénomène de dispersion/diffusion dans les puits du secteur sud de l'esker de SMB appuyé par la comparaison entre les concentrations en tritium et la courbe des précipitations à Ottawa. De ce fait, la datation 3H-3He ne semble pas valide pour les puits du secteur sud. La calibration du taux de production en 4He permet l'estimation des temps de séjour (U-Th)/4He des eaux dans les aquifères. Ces derniers montrent l'occurrence de masses d'eaux intermédiaires (50 à 6000 ans) et fossiles (≥6000 ans). Quatre échantillons de l'esker de SMB montrent des eaux possiblement d'âge intermédiaire (50 à 738 ans) selon les analyses (U-Th)/4He, mais modernes selon les analyses 3H/3He. Ces puits, en grande partie situés dans une zone de faille de type indéterminé, montre une signature d'un mélange entre une eau ancienne circulant dans les zones fragilisées du socle granitiques sous-jacent l'esker et de l'eau jeune. Les eaux de l'esker ne présentent pas de signature typique des eaux profondes circulant dans la plaine argileuse. D'autre part, l'âge apparent (U-Th)/4He le plus élevé de la zone d'étude est d'environ 8000 ans. Cet âge correspond à celui d'un puits situé dans le socle fracturé de la plaine argileuse. La salinité et le rapport 3He/4He mis en fonction de la profondeur des puits suggèrent un mélange entre de l'eau minéralisée riche en 4He radiogénique et de l'eau douce moderne plus superficielle dans l'aquifère du socle rocheux de la plaine. Cela peut également indiquer une augmentation graduelle de la salinité engendrée lors du transport de l'eau puisque le temps de séjour augmente aussi avec la distance longitudinale par rapport à la moraine d'Harricana. Ainsi, la moraine semble représenter une zone de recharge importante à la fois pour l'esker de Barraute et pour le socle de la plaine argileuse. Notons que les eaux les plus minéralisées et riches en 4He radiogénique sont celles provenant du socle fracturé Archéen de la plaine argileuse. Les températures de recharge obtenues varient entre -0.10±0.61°C et 11.64±0.73°C. Pour la plupart des puits, elles diminuent avec l'augmentation de l'élévation estimée pour la recharge. Les échantillons situés dans la plaine montrent les températures de recharge les plus basses (entre -0.10 et 2.91°C), alors que celles de l'esker SMB se situent entre 6.19 et 11.6°C. La paléotempérature pour la moraine d'Harricana est plus faible en surface (3.87°C) qu'en profondeur (9.52°C). ______________________________________________________________________________

Cette recherche réalisée dans le cadre d'un projet visant à développer les méthodes de caractérisation des eaux souterraines à l'aide des traceurs isotopiques a été entreprise grâce à un financement du FRQNT (programme partenariats-actions concertées sur les eaux souterraines). Ce projet de maîtrise s'est intéressé à la région de l'Abitibi-Témiscamingue. L'objectif était de quantifier l'apport d'eau souterraine aux tourbières à l'aide du 222Rn. Le 222Rn, radionucléide (demi-vie de 3.82 jours), produit par le 226Ra issu de la chaîne de désintégration de 238U, est un excellent traceur pour étudier les interactions entre les eaux souterraines et les eaux de surface. Les tourbières étudiées sont situées sur les flancs des eskers de Saint-Mathieu-de-Berry et de Barraute, de même que sur la moraine d'Harricana. Les sites expérimentaux ont été instrumentés et caractérisés dans le cadre d'un autre projet de recherche également financé par le FRQNT. L'eau recueillie montre des activités en 222Rn de 2,8 à 34,9 Bq/L dans les eaux des eskers et du socle fracturé archéen au-dessous des plaines séparant les eskers. L'activité en 222Rn varie de 0,02 à 16,59 Bq/L dans les eaux de tourbières. Aussi, les tourbières montrent une bonne corrélation entre l'activité du 222Rn et les ions totaux dissous, et plus particulièrement les ions HCO3-, SO42-, Mg2+ et Ca2+. La relation établie entre le 222Rn et la profondeur permet de conclure que la salinité de l'eau provient en grande partie des eaux des eskers. Un bilan de masse entre les eaux de l'aquifère, riches en 222Rn et les eaux de tourbières appauvries en sels et en 222Rn, permet d'estimer qu'entre 0,03 et 39% de toute l'eau qui alimente les tourbières provient de l'eau souterraine des eskers. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : 222Rn, tourbière, esker, eau souterraine, eau de surface, traçage, Abitibi-Témiscamingue.