Previous modeling of hydrologic and nutrient budgets of lakes in Precambrian Shield regions have generally ignored groundwater as a source of water and supplier or sink of nutrients. This paper and its companion (Part 1) address this science gap by probing the role of groundwater in the nutrient balance for a restricted bay of a Precambrian Shield lake (Lake of the Woods) that experienced extensive shoreline development in the 1990s. Based on field data (Part 1), we applied a 3D reactive transport model (FEFLOW) to simulate the fate of nutrients in a cottage septic plume in groundwater and seepage into the bay. Corresponding simulations are for chloride and septic tracers in the plume, and 1D modeling of the mass balance of one septic tracer (acesulfame) in the bay. Our results suggest that, before they reach the lake, significant portions of the septic plume contaminants are attenuated by various processes, including uptake by transpiring plants. Extrapolating, we estimate that, for annual fluxes to the bay, groundwater seepage contributes ~1–3% of the phosphorus (P) and ~2–5% of the dissolved inorganic nitrogen (DIN). The results suggest that these groundwater nutrient fluxes to the bay are derived mainly from natural background sources. In contrast, cottage septic plumes contribute a quarter of the groundwater flux of DIN to Poplar Bay, while the septic contribution of P to the bay is negligible. We estimate that the largest sources of P and DIN fluxes to Poplar Bay are influx from the open lake and atmospheric deposition.

先前对前寒武纪地盾地区湖泊的水文和养分预算的建模通常忽略了地下水作为水源和养分供应商或汇。本文及其同伴（第 1 部分）通过探讨地下水在前寒武纪地盾湖（森林湖）的受限海湾的养分平衡中的作用来解决这一科学差距，该湖在 1990 年代经历了广泛的海岸线开发。根据现场数据（第 1 部分），我们应用了 3D 反应传输模型 (FEFLOW) 来模拟地下水中小屋化粪池羽流中营养物质的归宿和渗入海湾的情况。相应的模拟针对羽流中的氯化物和化粪池示踪剂，以及海湾中一种化粪池示踪剂（安赛蜜）的质量平衡的一维建模。我们的结果表明，在他们到达湖泊之前，化粪池羽流污染物的很大一部分通过各种过程减弱，包括被蒸腾植物吸收。推断，我们估计，对于流入海湾的年通量，地下水渗漏贡献了约 1-3% 的磷 (P) 和约 2-5% 的溶解无机氮 (DIN)。结果表明，这些流入海湾的地下水养分通量主要来自自然背景源。相比之下，小屋化粪池羽流贡献了 DIN 到杨树湾的地下水通量的四分之一，而 P 对海湾的化粪池贡献可以忽略不计。我们估计杨树湾 P 和 DIN 通量的最大来源是来自开阔湖泊和大气沉降的流入。对于流入海湾的年通量，地下水渗漏贡献了约 1-3% 的磷 (P) 和约 2-5% 的溶解无机氮 (DIN)。结果表明，这些流入海湾的地下水养分通量主要来自自然背景源。相比之下，小屋化粪池羽流贡献了 DIN 到杨树湾的地下水通量的四分之一，而 P 对海湾的化粪池贡献可以忽略不计。我们估计杨树湾 P 和 DIN 通量的最大来源是来自开阔湖泊和大气沉降的流入。对于流入海湾的年通量，地下水渗漏贡献了约 1-3% 的磷 (P) 和约 2-5% 的溶解无机氮 (DIN)。结果表明，这些流入海湾的地下水养分通量主要来自自然背景源。相比之下，小屋化粪池羽流贡献了 DIN 到杨树湾的地下水通量的四分之一，而 P 对海湾的化粪池贡献可以忽略不计。我们估计杨树湾 P 和 DIN 通量的最大来源是来自开阔湖泊和大气沉降的流入。小屋化粪池羽流贡献了 DIN 地下水通量的四分之一到杨树湾，而 P 对海湾的化粪池贡献可以忽略不计。我们估计杨树湾 P 和 DIN 通量的最大来源是来自开阔湖泊和大气沉降的流入。小屋化粪池羽流贡献了 DIN 地下水通量的四分之一到杨树湾，而 P 对海湾的化粪池贡献可以忽略不计。我们估计杨树湾 P 和 DIN 通量的最大来源是来自开阔湖泊和大气沉降的流入。