GEOSCIENCE CANADA

March 2002, Volume 29 Number 1
mars 2002, Volume 29 Numéro 1
GSCNA1 GSCNA2 29 1-52
ISSN 0315-0941
 
 

Table of Contents

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Editorial
G.S. Nowlan

1
Articles
The Need for Basin Analysis in Regional Hydrogeological Studies
Oak Ridges Moraine, Southern Ontario 
D.R. Sharpe, M.J. Hinton, H.A.J. Russell and A.J. Desbarats 

Technical, Non-technical, and Other Skills Needed by Canadian Mining, Petroleum and 
Public Sector Organizations
C.P.M. Heath
 


3
 
 

21
 

 

Series
Environmental Marine Geoscience 3. 
Continental Shelf Sediment Transport Studies in Canada: Theories and Recent Technology Advances 
M.Z. Li and D.E. Heffler
 
35 
Issues in Canadian Geoscience 
Human Resources for Canadian Geoscience: Capacity Gaps and Skills Needs of the Next Decade 
J. Gartner and J. Hall 
 
49

 
 
 
 
 

Geoscience Canada Volume 29  Number 1
Summaries / Résumés



The Need for Basin Analysis in Regional Hydrogeological Studies:

Oak Ridges Moraine, Southern Ontario


D.R. Sharpe, M.J. Hinton,
H.A.J. Russell and A.J. Desbarats
Geological Survey of Canada
601 Booth Street
Ottawa, Ontario  K1A 0E8
dsharpe@nrcan.gc.ca

SUMMARY
To manage Canada’s groundwater resources in a sustainable way there is a need for regional knowledge of aquifer systems. Improving regional knowledge, in light of scant hydrogeological data, requires a multidisciplinary approach that advances the geological understanding of a basin. Basin analysis - mapping and characterizing the reservoir potential of sedimentary basins as applied in petroleum exploration - provides an approach that is directly applicable to regional hydrogeology studies and related land use planning. This paper applies basin analysis to a glaciated terrain by integrating data from a variety of sources and scales of investigations to develop a hydrogeological model of the Oak Ridges Moraine Area (ORM), southern Ontario.
Basin analysis supports the progression from data compilation and geological conceptualization to model development, and ultimately, toward quantitative flow system analysis. This progression is achieved notably by developing primary geological models of the stratigraphy, sedimentary architecture and origin of deposits of the ORM area. The analysis outlines two regional elements highly significant to groundwater flow in the area: 1) regional till uplands that form the principal aquitard, and 2) channels that breach the till and form hydraulic windows and important channel-fill aquifers. The important channel aquifer setting had not been previously recognized because its identification required a geological framework based on high-quality topographic, geological and geophysical data. Development of the regional geological knowledge would not have been possible using relatively poor-quality water well records alone. A numerical model is then used to illustrate the significance of vertical flow through generic channels.
The watershed approach that is embodied in basin analysis strongly enhances communication between geoscientists and engineers, planners, and other scientists. Better understanding of regional hydrogeological settings also will improve the scientific basis for land use planning. Site remediation or development proposals generally rely on site-specific data and analysis, often restricted to shallow depths and predominantly for the purpose of site design. Such studies will benefit from regional knowledge of hydrogeological settings and of the extent of flow systems beyond the site to watershed or basin scales. Accordingly, the paper advocates investment in both high-quality data and the regional approach that underlies basin analysis, thus permitting a much more reliable assessment of groundwater issues in complex hydrogeological settings across Canada.

RÉSUMÉ
Pour gérer de manière durable les ressources en eaux souterraines canadiennes, il est impératif d’acquérir une connaissance régionale des systèmes aquifères. Avec les rares données hydrogéologiques qui existent, l’amélioration des connaissances régionales doit recourir à l’approche multidisciplinaire pour améliorer la compréhension géologique d’un bassin. L’analyse de bassin - cartographie et caractérisation du potentiel du réservoir du bassin sédimentaire comme cela se pratique en exploration pétrolière - est une approche qui peut s’appliquer directement aux études hydrogéologiques régionales ainsi qu’à l’aménagement du territoire concerné. Le présent compte rendu porte sur une analyse de bassin d’un terrain glaciaire par l’intégration de données issues d’une variété de sources et d’échelles de recherche différentes en vue de l’élaboration d’un modèle hydrogéologique de la région de la moraine d’Oak Ridges (MOR), dans le sud de l’Ontario.
L’analyse de bassin est un processus progressif qui va de la compilation des données et de la conceptualisation géologique pour l’élaboration d’un modèle, jusqu’à l’analyse quantitative d’un système de circulation des fluides. Cette progression comprend, notamment, l’élaboration de modèles géologiques de départ de la stratigraphie, de l’architecture sédimentaire et de l’origine des dépôts de la région de la MOR. L’analyse a permis de discerner deux éléments régionaux très importants dans la compréhension de de la circulation des eaux souterraines de la région : 1) des hautes terres de till formant le principal aquitard; 2) des chenaux qui traversent le till, constituant des fenêtres hydrauliques et d’importants aquifères de chenaux comblés.  Cette configuration en d’aquifère en chenaux n’avait pas été reconnue jusqu’à maintenant parce que sa détection n’était possible qu’en recourant à une approche géologique combinant données topographiques, géologiques et géophysiques de haute qualité. La constitution d’une banque de connaissances géologiques régionales n’aurait pu se faire en n’ayant recours qu’aux seuls registres de données de piètre qualité des puits existants.  On a eu recours à un modèle numérique qui a permis d’illustrer l’importance de la composante verticale de la circulation à travers des chenaux génériques.
L’approche par bassin hydrologique inhérente à l’analyse de bassin facilite grandement la communication entre les géoscientifiques, les ingénieurs, les planificateurs et autres scientifiques. La meilleure compréhension du cadre hydro­géologique améliore également le caractère scientifique de la base de référence pour l’aménagement du territoire. Les projets de restauration ou d’aménagement repose généralement sur les données du milieu et sur leur analyse, trop souvent limités aux données de faibles profondeurs et qui ne sont spécifiques qu’au projet en question. De telles études tireront avantages de l’existence d’une base de connaissances régionale des caractéristiques hydrologiques ainsi que du prolongement des systèmes de circulation au-delà du site, jusqu’aux échelles des bassins versants. En conséquence, nous préconisons dans le présent compte rendu que l’on investisse dans la collecte de données de haute qualité et que l’on adopte l’approche régionale nécessaire à l’analyse de bassin, ce qui permettra une bien meilleure évaluation de la question des eaux souterraines des milieux hydrogéologiques complexes du Canada.
 
 

Technical, Non-technical, and Other Skills Needed by Canadian Mining, Petroleum and Public Sector Organizations


C.P.M. Heath
1911 West 37th Avenue
Vancouver, British Columbia  V6M 1N5
chrisheath@shaw.ca

SUMMARY
Events of the last decade have forced Canada’s geoscience community to restructure, refocus on core businesses, and devise new strategies. These require new technologies to replace the old. Using 1996-1997 data collected from 21 large mining and oil companies and five public sector organizations, the author identifies, assesses, and ranks about 150 geoscience sub-disciplines, computer skills, non-technical and soft skills, and also evaluates mathematics, language, and business requirements.
Geoscience skills comprise about 50% of the entire skill profile. Computer skills (16%) are highly transferable to alternative careers. Non-technical and soft skills (34%) are also essential. The teaching-learning process develops some non-technical and soft skills although many of them seem to be innate. Although students and alumni wanted more language education at university, executives seemed lukewarm to language skills. Most respondents wanted some business education to be included in curricula: so did alumni and students. New external forces now influence education and recruiting. These include a more sophisticated and global recruiting process and an expectation that recruits have higher qualifications and industry-related work experience. The need for all geoscience stakeholders to work together in the preparation of young geoscientists has become essential.

RÉSUMÉ
Les événements de la dernière décennie ont forcé la communauté géoscientifique à se redéfinir et à recentrer son attention sur les activités essentielles ainsi qu’à convenir de nouvelles stratégies. Cela nécessite la mise au point de nouvelles technologies qui remplacent les anciennes. À partir des données recueillies de 1996 à 1997 auprès de 21 grandes sociétés minières ou pétrolières et de cinq organismes du secteur public, l’auteur définit, évalue et classe environ 150 sous-disciplines, compétences informatiques, connaissances générales et non-techniques, et évalue l’importance relative des exigences en mathématiques, en langue et en commerce.
Les compétences géoscientifiques constituent environ 50 % du profil complet des compétences requises. Les compétences informatiques (16 %) sont directement applicables en cas de réorientations de carrière. Les compétences générales et non techniques sont également jugées essentielles. L’apprentissage formel permet d’acquérir certaines compétences générales et non-techniques, mais nombre d’entres-elles semblent être innées. Alors que les étudiants actuels et les anciens considèrent qu’il faudrait augmenter la formation en langue à l’université, les dirigeants d’entreprise semblaient plus réservés en la matière. La majorité des répondants considéraient que le programme d’enseignement devrait être constitué d’une certaine proportion de connaissances commerciales, et les étudiants actuels et anciens étaient d’accord. De nos jours, des forces nouvelles influent sur l’éducation et le recrutement. Ainsi, le recrutement est maintenant un processus plus élaboré et plus global, et l’on s’attend à ce que les recrues soient plus qualifiées et qu’elles possèdent une expérience pertinente. Il est maintenant évident que tous les parties intéressées devront travailler de concert afin de mieux préparer les jeunes géoscientifiques.
 
 

Environmental  Marine Geoscience 3.

Continental Shelf Sediment Transport Studies in Canada:

Theories and Recent Technology Advances

Michael Z. Li and David E. Heffler
Geological Survey of Canada (Atlantic)
Bedford Institute of Oceanography
Dartmouth, Nova Scotia  B2Y 4A2
mli@NRCan.gc.ca

SUMMARY
This article, the first of two companion papers, provides a review of recent progresses in shelf sediment transport theories and technological advances. Surficial geology and bedform mappings in the 1970s first demonstrated the existence of various bedforms over much of the Canadian shelves, and were used to deduce sediment transport processes and pathways on these shelves. Development of in situ instruments and sparse field measurements started in the early 1980s; meanwhile, primitive sediment transport models were also developed.
 In the last 15 years, electromagnetic current meters and optical backscatter sensors continue to be the popular choices for velocity and suspension measurements. But various acoustic sensors provide non-intrusive, high-resolution measurements and are thus more promising. The instrumented platform RALPH developed at the Geological Survey of Canada has been continually upgraded and improved to stay at the cutting edge of shelf sediment transport technology. Sediment transport models have been significantly upgraded and calibrated based on advances in combined-flow bottom boundary layer theory and new in situ sediment transport measurements.

RÉSUMÉ
Ce premier article de trois présente une description des progrès récents sur les théories du transport des sédiments côtiers et sur les avancées technologiques en la matière. Au cours des années 1970, les travaux de géologie des dépôts meubles et de cartographie des fonds marins ont permis la définir une variété de formes des fonds marins sur une grande partie des platesformes canadiennes, ce qui a permis de déduire les mécanismes de transport sédimentaires à l’ouvre ainsi que les voies empruntées sur ces plates-formes. Au début des années 1980, des instruments in situ ont été mis au point et quelques mesures de terrain ont été prises alors que les premiers modèles de transport des sédiments étaient élaborés.
Durant les 15 dernières années, les courantomètres électromagnétiques et les capteurs à rétrodiffusion optique ont continué d’être les instruments privilégiés pour la mesure des paramètres de vitesse et de suspension. Cependant, divers détecteurs acoustiques qui permettent des mesures non-intrusives et de haute résolution ont un avenir plus prometteur. La plate-forme d’instruments RALPH, qui a été mise au point à la Commission géologique du Canada, a continuellement été modernisée et maintenue à la fine pointe de la technologie du transport des sédiments côtiers. Les modèles de transport des sédiments côtiers ont été considérablement raffinés grâce aux avancées de la théorie des écoulements mixtes des couches limites ainsi que des mesures in situ du transport des sédiments.
 
 
 
 
 


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