Water Pressure under a Glacier

Abstract

Observations in a deep mine working which reached the base of a valley glacier some 150 m. below the ice surface indicated an initial cold and impervious condition at and near the ice–rock contact. Later, however, an excellent hydraulic connection with free water in the upper layers of the glacier was established, perhaps by the thawing of a passage upward through the ice by warm water escaping from the mine. Subsequent records of water levels, or of water pressures, within the mine, reflecting conditions in the upper part of the glacier, show periods of moderately steady conditions, at times showing slight diurnal fluctuations, interrupted by irregular and catastrophic surges, particularly during periods of rapid snow melt and heavy rains. A seasonal cycle in pressure is suggested by the record. Résumé Des observations effectuées dans un tunnel profond d’une mine qui a atteint la base d’un glacier de vallée à quelques 150 mètres au-dessous de la surface de la glace, ont montré qu’il existait à l’origine, au contact des roches avec la glace et à proximité de celle-ci, des conditions de froid et d’imperméabilité. Plus tard, cependant, s’est établie une connexion hydraulique excellente avec l’eau libre des couches supérieures du glacier, peut-être par suite du dégel d’un conduit montant à travers la glace à cause de l’eau chaude qui s’échappait de la mine. Des enregistrements des niveaux d’eau ou des pressions hydrostatiques, effectués postérieurement à l’intérieur de la mine en vue d’indiquer les conditions régnant dans la partie supérieure du glacier, montrent des périodes où les conditions sont moyennement régulières, au moment des fluctuations diurnes légères, périodes qui sont interrompues par des inondations irrégulières et catastrophiques, particulièrement pendant les époques de dégel rapide et de grosses pluies. Les données d’observation suggèrent un cycle saisonnier des pressions. Zusammenfassung Beobachtungen im tiefen Stollen einer Mine, der bis zur Sohle eines Talgletschers etwa 150 m unter der Eisoberfläche hinunterreichte, liessen anfänglich einen kalten und undurchlässigen Zustand an und in der Nähe der Berührungsfläche zwischen Eis und Fels erkennen. Später jedoch stellte sich eine ausgezeichnete hydraulische Verbindung mit dem freien Wasser in den oberen Schichten des Gletschers ein, vielleicht durch das Schmelzen eines Leitungssystems aufwärts durch das Eis infolge von Warmwasseraustritten aus der Mine. Anschliessende Registrierungen des Wasserspiegels oder des hydrostatischen Wasserdruckes in der Mine, die den Zustand der Gletscheroberschicht wiederspiegeln, zeigen Perioden annähernd stetiger Verhältnisse mit gelegentlichen kleinen Tagesschwankungen an, unterbrochen durch unrcgelmässige und katastrophenartige Ausbrüche, besonders in Zeiten schneller Schneeschmelze und heftiger Regengüsse. Die Aufzeichnungen deuten einen jährlichen Druckzyklus an.