Investigating proglacial groundwater systems in the Quilcayhuanca and Yanamarey Pampas, Cordillera Blanca, Peru

High-elevation Andean water storage is extremely important for water resources for the arid western coast of South America. Pampas (a subset of pàramos) are a freshwater reservoir in the Cordillera Blanca, Peru. These organic-rich clay systems buffer stream and river runoff to the Rio Santa and provide water to surrounding communities. More than 50% of dry season discharge from pampas is groundwater derived, however little is known about their geomorphology and subsurface sedimentology. Watertable measurements, streambed temperature sensors, and ground penetrating radar (GPR) were used to characterize the subsurface and develop a formational model for the Yanamarey and Quilcayhuanca pampas, Cordillera Blanca, Peru. The water table in July 2009 was found on average to be 0.35 m and 0.57 m below the land surface at Quilcayhuanca and Yanamarey respectively. In the Yanamarey Pampa, streambed temperature sensors showed that upstream, water flows from the stream into the ground and further downstream, water flows upwards recharging the stream. From watertable measurements, a watertable map was produced that showed steeper watertable gradients further up valley. GPR was an effective tool for imaging the subsurface to a depth of 8 meters in the high permittivity material and delineated four stratigraphic units at both sites. In sequence the units are; dry sandy peat soils with pebbles at the surface, water saturated soil with sand and pebbles, linear stratified clay and glacial outwash intermixed with colluviums deposits. The identification of the subsurface sedimentary units allowed for the creation of formation models of both sites. The valley walls of Quilcayhuanca are steeper than Yanamarey, which caused more landslides and consequently more extensive colluvial deposits throughout the Quilcayhuanca valley subsurface. These connected colluvial deposits are likely the primary zone for groundwater flow and storage.Les réservoirs hydrologiques des hautes Andes constituent une partie importantee des ressources d'eau de la région aride de la côte ouest de l'Amérique du Sud. Les Pampas, un sous ensemble des pàramos, représentent un des réservoirs d'eau fraîche de la Cordillère Blanche du Pérou. Ces systèmes riches en argile et en matière organique modulent le ruissellement des rivières et des cours d'eau, et offrent de l'eau fraîche aux communautés voisines. Plus de 50 % du volume d'eau provenant des Pampas durant la saison sèche sont d'origine souterraine, cependant peu d'études se sont penchées sur la géomorphologie et la sédimentologie de ces systèmes. Des relevés du niveau de la nappe, des mesures de température dans le lit de la rivière, et des profils obtenus a l'aide de radars a pénétration du sol (RPS) ont été utilisés pour décrire le sous-sol et développer un modèle pour expliquer le fonctionnement des pampas de Yanamarey et de Quilcayhuancas de la Cordillère Blanche.Le niveau de la nappe se situe en moyenne a 0,35 m et 0,57m de profondeur à Quilcayhuanca et Yanamarey respectivement. Dans le Pampa du Yanamarey, les capteurs de température du lit du cours d'eau mettent en évidence un flux d'eau positif de la rivière vers le sol dans la partie supérieure des pampas, ce flux s'inversant dans sa partie inferieure. La carte du niveau de la nappe, réalisées a partir des mesures effectuées sur le terrain, montrent que les gradients du niveau d'eau sont plus forts en amont du système . L'outil RPS c'est montré utile pour produire des images du soul-sol jusqu'à une profondeur de huit mètres dans le matériau à haute permittivité, distinguant quatre unités stratigraphiques. Du sol aux profondeurs nous trouvons: de la tourbe sèche avec des galets superficiels; du sol saturé en eau avec du sable et des galets; de l'argile stratifiée linéairement et finalement divers dépôts glaciaires et paraglaciaires. L'identification de la géologie souterraine a permis la création du modèle pour chacun des deux sites. Les flancs de la vallée de Quilcayhunca sont plus pentus que ceux du Yanamarey, ce qui induit plus de glissement de terrain et par conséquence, plus de dépôts paraglaciaires dans le sous-sol de la vallée du Quilcayhunca. Ces dépôts et leurs interconnections forment vraisemblablement le passage privilégié de l'eau souterraine et forment possiblement les zones de stockage primaires de ces systèmes