A three-dimensional hydrostratigraphic model of the Waterloo Moraine area, southern Ontario, Canada

Andy F. Bajc; Hazen A.J. Russell; David R. Sharpe

摘要

Les aquifères de la moraine de Waterloo jouent un rôle crucial dans l'approvisionnement en eau potable dans la région de Waterloo. Afin d'assurer la gestion efficace de cette ressource en eau, il est essentiel de bien comprendre les aquifères contenus dans la moraine et sous celle-ci. Parmi les connaissances essentielles à cette compréhension, mentionnons la définition de la distribution des faciès sédimentaires, les éléments architecturaux et l'origine géologique des dépôts datant du Quaternaire. Pour retracer l'histoire paléogéographique de la zone d'étude et établir un cadre prédictif afin d'en comprendre la variabilité géologique, une approche d'analyse de bassin a été appliquée à la collecte et à l'interprétation des données géologiques. Les sédiments grossiers (sable et gravier) dans la moraine de Waterloo se sont déposés pendant une série d'événements très énergétiques de décharge d'eau de fonte provenant de plusieurs corridors d'apports sédimentaires (eskers) dans un lac glaciaire profond et large, confiné par la glace. Ce milieu de dépôt a produit une architecture tridimensionnelle complexe comportant des unités de sable-gravier et de boue qui sont de plus en plus interstratifiées à mesure que l'on s'éloigne des sources d'afflux multidirectionnelles autour du périmètre de la moraine. Un modèle géologique numérique tridimensionnel, récemment terminé et couvrant la région, fournit des détails sur les diverses unités géologiques qui aident à mieux comprendre l'hydrostratigraphie. Cette information a permis de mieux comprendre l'écoulement des eaux souterraines (y compris les interactions entre les eaux de surface et les eaux souterraines) et a fourni des données précieuses pour la protection des eaux de source. L'information sur la distribution, l'épaisseur, la géométrie et les propriétés de ces unités a permis de mieux comprendre les liens possibles entre les zones de recharge près de la surface et les aquifères profonds dans la région. Ces informations géologiques sont importantes pour le développement de modèles prédictifs, comme par exemple pour déterminer l'emplacement des zones de grande transmissivité dans la moraine. Des produits dérivés, comme les cartes de recharge et de vulnérabilité des aquifères, peuvent aider les administrations publiques à développer des plans d'aménagement du territoire et de gestion des nutriments à proximité des champs de puits et des terres sensibles.%Aquifers of the Waterloo Moraine play a key role as the main source of drinking water for the Region of Waterloo. For the effective management of this water source, a sound understanding of the aquifers contained within and below the Moraine is essential. Critical knowledge required for this understanding includes the definition of the sediment facies distribution, architectural elements and geological origin of the Quaternary-aged deposits. A basin analysis approach has been applied to geologic data collection and interpretation to unravel the paleogeographic history of the study area and to provide a predictive framework for understanding its geological variability. Coarse (sand and gravel) sediment within the Waterloo Moraine was deposited during a series of high-energy meltwater discharge events from several sediment input corridors (eskers), into a deep, large, ice-supported glacial lake. This depositional setting led to a complex three-dimensional architecture comprising sand-gravel and mud units that are increasingly interbedded away from the multidirectional influx sources around the perimeter of the Moraine. A recently completed digital, three-dimensional geologic model of the area provides details of the various geological units that help refine the understanding of the hydrostratigra-phy. This information has improved the understanding of groundwater flow (including interaction between surface and groundwaters) and has provided valuable information critical for source water protection. Information on the distribution, thickness, geometry and properties of these units has resulted in a better understanding of the potential linkages between near-surface recharge areas and deep aquifers across the region. This geological information is important in developing predictive models, for example, determining the location of high transmissivity zones within the moraine. Derivative products such as aquifer vulnerability and recharge maps may help inform policy makers in developing land use and nutrient management plans in the vicinity of well fields and sensitive lands.

机译：滑铁卢冰a含水层在滑铁卢地区的饮用水供应中起着至关重要的作用。为了确保对该水资源的有效管理，必须了解冰ora中及其下方的含水层。在对这种理解至关重要的知识中，让我们提及沉积相的分布，建筑元素和第四纪沉积物的地质成因的定义。为了追溯研究区的古地理历史并建立一个了解其地质变异性的预测框架，采用了盆地分析方法来收集和解释地质数据。滑铁卢冰ora中的粗大沉积物（沙和砾石）是在深部和宽阔的冰川湖中的几个沉积物流入通道（溢流器）产生的一系列非常活跃的融水排放过程中沉积的，受冰限制。这种沉积介质产生了一个复杂的三维结构，其中包括砂砾和泥浆单元，随着人们远离冰ora周缘的多方向涌入源，它们之间的夹层越来越多。最近完成的覆盖该地区的三维数字地质模型提供了有关各种地质单位的详细信息，有助于更好地了解水文地层学。这些信息可以更好地了解地下水的流量（包括地表水和地下水之间的相互作用），并为保护泉水提供有价值的数据。有关这些单元的分布，厚度，几何形状和属性的信息有助于更好地了解近地表补给区与该地区深层含水层之间的可能联系。该地质信息对于预测模型的开发非常重要，例如确定冰ine中高透射率区域的位置。诸如含水层补给和脆弱性地图之类的衍生物可以帮助公共管理部门在井田和敏感土地附近制定土地利用和营养管理计划。％滑铁卢含水层冰a在滑铁卢地区是主要的饮用水来源。为了有效管理该水源，必须对冰and内和下方的含水层有一个良好的了解。这种理解所需的关键知识包括沉积相分布的定义，第四纪年龄沉积物的建筑元素和地质成因。盆地分析方法已应用于地质数据收集和解释，以揭示研究区的古地理历史，并为了解其地质变异性提供预测框架。滑铁卢冰a中的粗（沙和砾石）沉积物是在一系列高能融水排放过程中从几个沉积物输入通道（沉积物）沉积到一个深大的，冰支撑的冰川湖中的。这种沉积环境导致了一个复杂的三维结构，其中包括砂砾石和泥浆单元，它们越来越多地从冰the周缘周围的多方向涌入源中插入。该地区最近完成的数字化，三维地质模型提供了各种地质单位的详细信息，有助于进一步了解水文层层植物。这些信息增进了对地下水流（包括地表水和地下水之间的相互作用）的理解，并提供了对源水保护至关重要的有价值的信息。有关这些单元的分布，厚度，几何形状和特性的信息，使人们对近地表补给区和整个地区的深层含水层之间的潜在联系有了更好的了解。此地质信息对于开发预测模型非常重要，例如，确定冰ine中高透射率区域的位置。含水层脆弱性和补给图等衍生产品可能有助于决策者了解井场和敏感土地附近的土地使用和养分管理计划。

A three-dimensional hydrostratigraphic model of the Waterloo Moraine area, southern Ontario, Canada

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