Caractérisation, modélisation et étude de la vulnérabilité de l'eau souterraine contaminée aux nitrates dans un sous-bassin de la vallée d'Annapolis (Nouvelle-Écosse)

摘要

Le présent mémoire s'insère dans un projet de plus grande envergure ayant eu lieu de 2003 à 2006 et qui visait à caractériser qualitativement et quantitativement les eaux souterraines de la vallée d'Annapolis en Nouvelle-Écosse. Le projet intitulé ud« Étude des aquifères de la vallée Annapolis-Cornwallis » (ÉAVAC) était dirigé par la Commission géologique du Canada en partenariat avec le ministère de l'environnement de la Nouvelle-Écosse (Nova Scotia Environment and Labour, NSEL). L'utilisation intensive de fertilisants pendant de nombreuses années a induit une augmentation des concentrations en nitrates dans les eaux de surface et dans les eaux souterraines. La présente étude avait comme objectif de mieux comprendre la contamination de l'eau souterraine par les nitrates sur le bassin du ruisseau Thomas. Ce petit bassin (8 km²) situé au nord-ouest de la municipalité de Berwick, est considéré représentatif de l'ensemble de la vallée de par sa géologie, sa topographie et ses activités agricoles. Plus de la moitié des terres du bassin sont cultivées et les principales cultures sont la fléole des prés, la luzerne, l'orge, les fraises et le maïs. Des travaux de terrain effectués en 2005 et 2006 ont permis de recueillir plusieurs échantillons de sol et d'eau sur lesquels des analyses granulométriques et géochimiques (pH, conductivité, ions majeurs), isotopiques (isotopes stables de l'eau et des nitrates) ont été effectuées. À partir de ces résultats et d'une carte d'occupation du territoire, il a été possible de simuler la migration des nitrates au travers de la zone non saturée à l'aide d'un logiciel de modélisation (AGRIFLUX). Finalement, une évaluation de la vulnérabilité intrinsèque et spécifique à la contamination des nitrates a été effectuée à l'aide de la méthode DRASTIC standard et modifiée. Les analyses en laboratoire ont révélé que la partie centrale de la zone à l'étude montre des concentrations en nitrates élevées (>10 mg N-NO₃/L) dans l'eau de l'aquifère rocheux. Les résultats de modélisation indiquent que la culture de la fraise et de l'orge ainsi que celle de la fléole des prés provoque un lessivage élevé en nitrates. Cependant, ces cultures ne sont pas situées dans les secteurs où les plus fortes concentrations en nitrates ont été décelées. L'utilisation de la méthode DRASTIC modifiée a permis d'obtenir une meilleure corrélation entre les concentrations mesurées et les zones de vulnérabilité par rapport à la méthode standard, mais la zone caractérisée par les plus fortes concentrations en nitrates n'est toujours pas classifiée vulnérable. Les caractéristiques géologiques de la région à l'étude et les directions d'écoulement souterrain pourraient expliquer ce résultat. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hydrogéologie, Nitrates, Modélisation, AGRIFLUX, Vulnérabilité, DRASTIC.