Caractérisation environnementale et hydrogéologique de l'écoulement à la base des forces canadiennes (BFC) Shilo, Manitoba, Canada.

La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de \nce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce \nrésumé peut être lue en PDF. L'aquifère du delta de l'Assiniboine (ADA), un important aquifère situé dans le sud-ouest du \nManitoba, sert de source d'approvisionnement pour l'irrigation et pour combler les besoins \ndomestiques de la Base des Forces Canadiennes (BFC) Shilo et des villages environnants. Des troupes \ncanadiennes et allemandes se sont entraînées de façon intensive à Shilo au cours des dernières \ndécennies. À la suite du départ des troupes allemandes, Recherche et développement pour la défense \nCanada (RDDC) à Valcartier a entrepris un projet de recherche en collaboration avec l'INRS-ÉTÉ afin \nd'évaluer l'impact des activités d'entraînement militaire sur l'environnement. D'une épaisseur \nmoyenne de 18 m, l'aquifère de sable de l'Assiniboine est de type non-confmé et est donc vulnérable \naux sources potentielles de contamination. Il repose sur des unités d'argile silteuse et de till. L'eau \nsouterraine s'écoule de façon générale vers la rivière Assiniboine (sud) mais également vers le \nruisseau Épinette (nord). Trois zones d'entraînement ont été examinées: les champs de tir de petit \ncalibre (~0,4 km²), le champ de tir de grenades (~0,0025 km², or 2500 m²) et les champs de bataille \n(~8 km²). Les• objectifs du projet étaient de décrire le contexte géologique et hydrogéologique, \nd'identifier les sources potentielles de contamination des sols et de l'eau souterraine et d'évaluer \nl'impact potentiel de ces dernières sur l'aquifère à l'aide d'un modèle numérique. \nUne campagne de caractérisation a été réalisée sur une période de 3 ans (2000-2002) au cours de \nlaquelle des analyses de métaux, de matériaux énergétiques, de thorium-232 et autres contaminants \npotentiels ont été réalisées dans les sols et dans l'eau souterraine de la BFC Shilo. Le 232Th est un \nisotope radioactif présent dans le système de guidage de certains missiles MILAN utilisés à la BFC \nShilo. Des études géologiques et hydrogéologiques ont également été réalisées par l'INRS-ÉTÉ, la \nCommission géologique du Canada (CGC-Québec) et Construction pour la défense Canada (CDC): \nforage de puits profonds, installation de 78 puits d'observation, essais de perméabilité, mesures \nd'écoulement à l'aide d'un tachymètre, mesures de niveau d'eau, etc. \nLes concentrations mesurées de métaux, de matériaux énergétiques et de 232Th ont été comparées avec \nle bruit de fond plus 2 fois l'écart-type (BF+2ET) et avec les recommandations du Conseil canadien \ndes ministres de l'environnement (CCME); lorsque disponibles. \n• Des concentrations de métaux lourds, notamment As, Cu, Cd, Ni, Pb et U, excédant les \nrecommandations du CCME pour usage agricole et/ou BF+2ET ont été mesurées principalement \ndans les champs de tir de petit calibre et de tir de grenade. Les concentrations de Cu et Pb dans les \nchamps de tir de petit calibre et celles de zinc dans le champ de tir de grenade excédaient même \nles recommandations du CCME pour usage industriel. Les concentrations de métaux dans l'eau \nsouterraines se sont toutefois avérées inférieures aux recommandations du CCME pour l'eau \npotable, sauf pour le fer et le manganèse qui sont naturellement présents en concentration élevée \ndans l'aquifère. \n• Des matériaux énergétiques tels que le HMX et le RDX ont été détectés en faible concentration \n(<5 ppb) dans les sols du champ de tir de grenade et ceux de certains champs de bataille (<1 ppb), \nmais pas dans l'eau souterraine. \n• Les concentrations de 232Th mesurées dans les sols de la BFC Shilo étaient équivalentes aux \nconcentrations naturelles de fond. Les concentrations mesurées dans l'eau souterraine étaient en \nrevanche plus élevées que le bruit de fond mais se situaient toujours en deça des recommandations \ndu CCME pour l'eau potable (24.5 ppb). La distribution des concentrations de 232Th dans l'eau \nsouterraine suggère une contribution anthropogénique (missiles MILAN) aux concentrations \nmesurées sur la base, bien que quelques concentrations élevées dans la section nord de la base ne \npuissent être expliquées. Les données disponibles ne permettent pas d'établir une relation claire \nentre les concentrations de Th232 dans l'eau souterraine et les activités d'entraînement militaire. \nLes missiles MILAN ne sont plus utilisés à la BFC Shilo. \nUn modèle numérique d'écoulement de l'eau souterraine par éléments finis couvrant le territoire de la \nBFC Shilo a été développé avec le logiciel Feflow afin de définir la dynamique de l'écoulement de \ncette section de l'aquifère. La recharge calée a été établie 58 mm/an alors que les estimés initiaux \nvariaient entre 22 et 68 mm/an. Trois zones de conductivité hydraulique distincte ont été définies dans \nle modèle calé (3 x 10-4 m/s, 3,5 X 10-4 m/s et 7 x 10-5 m/s), soit des valeurs généralement plus élevées \nque la conductivité hydraulique moyenne estimée à partir de tests de perméabilités et d'analyses \ngranulométriques (1 x 10-4 m/s). Le calage du modèle s'est révélé adéquat mis à part une conductivité \nhydraulique inférieure à la valeur attendue dans la section est du modèle et des vitesses d'écoulement \nde l'eau souterraine inférieures à celles mesurées avec le tachymètre (100 to 300 m/an avec le \ntachymètre comparativement à 25 to 100 m/an dans le modèle calé). Les résultats obtenus avec le \ntachymètre doivent toutefois être considérés avec prudence. La zone de captage des puits \nd'approvisionnement de la BFC Shilo a été définie; elle recoupe une partie des champs de tir de petit \ncalibre \nEn conclusion, bien qu'aucun problème environnemental majeur n'ait été identifié, la campagne de \ncaractérisation a révélé l'existence de problèmes localisés de contmaination des sols par les métaux. \nDes mesures préventives ont été identifiées et présentées aux autorités de la base, incluant l'évitement \nde toute activité susceptible de modifier le pH du sol dans les champs d'entraînement contaminés afro \nde prévenir la lixiviation de métaux vers l'aquifère, la surveillance de la qualité de l'eau souterraine et \nl'identification d'un périmètre de protection pour assurer une gestion adéquate des activités qui \npourraient potentiellement affecter la qualité de l'eau des puits d'approvisionnement de la base. Cette \nétude fait partie d'un programme de recherche élargi sur l'impact potentiel des activités \nd'entraînement militaire sur des bases des forces canadiennes. The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due \nto technical problems. Please use the PDF version to read the abstract. The Assiniboine Delta Aquifer (ADA), a major regional aquifer in southwestem Manitoba, supplies \nwater for irrigation and for the domestic needs of Canadian Forces Base (CFB) Shilo and surrounding \ncommunities. Canadian and German troops trained intensively at CFB Shilo over the past decades and \nfollowing the departure of the later, Defense Research and Development Canada (DRDC) in Valcartier \nundertook a research project in collaboration with INRS to assess the impacts of military training on \nthe environment. With an average thickness of 18 m, the ADA sand aquifer is unconfined and thus \nvulnerable to potential sources of contamination. It is underlain by silty clay and till layers. \nGroundwater drains in the most part towards the Assiniboine river (south) but also towards Epinette \nCreek (north). Three training areas were investigated: the rifle ranges (~0,4 km²), the grenade range \n(~0,0025 km², or 2500 m²) and battleruns (~8 km²). The objectives were to describe the geological and \nhydrogeological context, to identify potential sources of contamination of soils and groundwater and to \nassess their potential impact on the aquifer using a numerical model. \nA characterization campaign was conducted over a three year period (2000-2002) and involved the \nanalysis of metals, energetic materials, thorium-232 and other potential contaminants in the soils and \ngroundwater of CFB Shilo. 232Th is a radioactive isotope found in the guiding system of some MILAN \nmissiles fired at CFB Shilo. Geological and hydrogeological investigations were conducted by INRS-ETE, \nthe Geological Survey of Canada (GSC-Quebec) and Defence Construction Canada (DCC): deep \nborehole drilling, installation of 78 observation wells, slug tests, flowmeter survey and water level \nmeasurements, etc. \nMeasured concentrations of metals, energetic materials and 232h were compared against background \nconcentrations plus 2 times the standard deviation (BG+2STD) and Canadian Council of Ministers of \nthe Environment (CCME) guidelines, when available. \n• Heavy metals, including As, Cu, Cd, Ni, Pb and U, were detected in concentrations exceeding \nCCME guidelines for agricultural use and/or BG+2STD mostly in rifle and grenade ranges. Cu \nand Pb in rifle ranges and Zn in the grenade range were even exceeding CCME guidelines for \nindustrial use. Metals concentrations in groundwater however were below CCME Drinking Water \nQuality Guidelines, except for high, naturally occurring iron and manganese concentrations. \n• Energetic materials such as HMX and RDX were detected in low concentrations (< 5 ppb) in the \nsoils of grenade ranges and in sorne battleruns (<1 ppb), but not in groundwater.

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