Numerical modelling of groundwater flow and residence time in an Appalachian aquifer system, Estrie, Quebec, Canada

ABSTRACT: This paper documents the results of numerical hydrogeological modelling that was carried out to improve the understanding of regional groundwater flow and better define the regionally representative ranges of hydraulic properties in the Appalachian region of southern Quebec. 2D numerical models were developed along four regional cross-sections using the FLONET/TR2 simulator. Modelling is based on a 3D geological model of surficial sediments and on the estimation of the hydraulic conductivity of the regional fractured rock aquifer as a function of depth. To validate the models, simulation results were compared with estimated recharge using river hydrographs and groundwater residence times obtained from radiocarbon analyses. The simulations provided plausible ranges for the bedrock hydrogeological properties and for the depth of active flow in the aquifer system.

RÉSUMÉ: Cet article présente les résultats de la modélisation hydrogéologique qui a été réalisée dans le but de mieux comprendre la dynamique des eaux souterraines et de mieux définir les propriétés hydrogéologiques de l’aquifère rocheux régional dans les Appalaches du sud du Québec. Quatre modèles numériques 2D ont été réalisés le long de coupes verticales régionales avec le simulateur FLONET/TR2. La modélisation est basée sur un modèle géologique 3D des dépôts meubles et sur l’estimation de la conductivité hydraulique de l’aquifère rocheux en fonction de la profondeur. Pour valider ce modèle, les résultats de simulation ont été comparés avec la recharge estimée à l’aide d’hydrogrammes de cours d’eau et des temps de résidences de l’eau souterraine obtenus d’analyses du radiocarbone. Les simulations ont permis de déterminer des intervalles plausibles pour les propriétés hydrogéologiques du roc et la profondeur de la zone active d’écoulement dans le système aquifère.