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Fonte printanière en forêt boréale: flux des anions d'acides forts dans les eaux de fonte et de ruissellement hypodermique.

Bédard, Yves (1986). Fonte printanière en forêt boréale: flux des anions d'acides forts dans les eaux de fonte et de ruissellement hypodermique. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 109 p.

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Résumé

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La forêt boréale du bouclier canadien est considérée comme un écosystème sensible aux précipitations acides. Sur le si te d'étude du bassin versant du lac Laflamme, qui fait partie de cet écosystème, un échantillonnage des précipitations, des eaux de fonte, des eaux souterraines et des eaux de ruissellement a été effectué à la fin de l'hiver et au printemps de 1984. Cet échantillonnage a permis l'étude comparée de l'évolution temporelle des concentrations en anions d'acides forts (chlorures, sulfates et nitrates) et en ions hydrogène des compartiments hydrologiques mentionnés. De plus, pour l'ensemble de la fonte, les flux, dans les eaux de fonte, des ions chlorures, sulfates et nitrates ont été respectivement estimés à 3,6 ± 2,4 méq/m² (1,3 ± 0,8 kg/ha), 25 ± 8 méq/m² (12 ± 4 kg/ha) et 10 ± 7 méq/m² (1,4 ± 1,0 kg N-NO3-/ha). Ces mêmes flux dans les eaux de ruissellement hypodermique ont été estimés, d'après une première méthode (méthode du bilan net en chlorures nul), à 3,6 ± 2,4 méq CI⁻/m² (1,3 ± 0,8 kg CI⁻/ha) (par hypothèse), 55 ± 36 méq SO42-/m² (26 ± 17 kg SO42-/ha) et 14 ± 9 méq N03-/m² (2,0 ± 1,3 kg N-N03-/ha) et, d’après une seconde méthode (méthode du bilan hydrologique du bassin) moins fiable que la première, à 1,9 méq CI⁻/m² (0,67 kg CI⁻/ha), 30 méq SO42-/m² (14 SO42-/ha et 7,6 méq N03-/m² (1,1 kg N- N03-/ha). Les charges en chlorures, sulfates et nitrates transportées par le ruissellement hypodermique pourraient donc provenir de la fonte du couvert de neige, mais il n'est pas exclus qu'une partie des sulfates mesurés puisse provenir de quantités présentes dans le bassin avant la fonte. Le compartiment "sol-eaux souterraines " Joue un rôle important comme réservoir pour les sulfates (adsorbés dans le sol, en solution dans les eaux souterraines) et pour les chlorures (en solution dans les eaux souterraines), alors que les horizons organiques du sol agissent Comme sites de production et de consommation des nitrates. Le niveau de la nappe phréatique dans le sol est déterminant pour la quantité et la qualité du ruissellement hypodermique dont elle est la principale source. En effet, pH et concentrations en ions dans les eaux pourront varier selon les caractéristiques physiques et chimiques des horizons de sols rencontrés lors de la percolation des eaux de fonte vers la nappe et du passage des eaux souterraines de la nappe vers la surface du sol pour former le ruissellement.

Abstract

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Ecosystems of the canadian shleld are considered to be sensitive to acid precipitation. At the Lake Laflamme watershed 80 km north of Québec cIty, on the southern half of the shleld, the chemistry of precipitation, snowcover, meltwaters, groundwaters and surface runoff (Intermittent stream) were studied during the winter and spring of 1983-1984. In particular, the evolution of strong acid anions (CI⁻, SO42- and N03-) and H+ ions was characterized in each hydrologlcal compartment during the spring melt. For the whole melt period, CI⁻, SO42- and N03- fluxes in meltwaters were estimated respectively to 3,6 ± 2,4 meq/m² (1,3 ± 0,8 kg/ha), 25 ± 8 meq/m² (12 ± 4 kg/ha) and 10 ± 7 meq/m² (1,4 ± 1,0 kg N-N03-/ha). To determine the fluxes in the stream waters for the whole melt period, two methods were used. The first method (null net CI⁻ budget) led to estimates of 3,6 ± 2,4 meq CI⁻/m² (1,3 ± 0,8 kg CI⁻/ha) (by definition), 55 ± 36 meq SO42-/m² (26 ± 17 kg SO42-/ha) and 14 ± 9 meq N03-/m² (2,0 ± 1,3 kg N-N03-/ha). The second method (watershed hydrological budget method), which, however, is considered less reliable than the CI⁻ budget one, gave concomitant values of 1,9 meq CI⁻/m² (0,67 kg CI⁻/ha), 30 meq SO42-/m² (14 kg SO42-/ha) and 7,6 meq N03-/m² (1,1 kg N-N03-/ha). These results show that the total discharge of SO42- and N03- by the stream waters could be accounted for by the SO42- and N03- loads present in the snowcover before the start of the melt period and subsequent precipitation. However, they also strongly indicate that a part of the SO42- discharge could have a pre-melt origin. In effect it is shown that the "soil-groundwater" compartment plays an important role as a SO42- reservoir (SO42- adsorbed by soiI, groundwaters dissolved SO42- ). Conversly the soil organic horizons act as production and consumption sites for N03- . The height of the groundwater in the catchment area is a determining factor for the quantity and quality of stream waters. The pH and ionic concentrations of these waters depend on the degree of contact between soiI horizons and meltwaters as they percolate towards the groundwater body and on that of the groundwaters as they return to the surface, producing stream flow.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Jones, H. Gerald
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: eaux de fonte; eaux souterraines; eaux de ruissellement; forêt boréale; anions d'acides; ruissellement hypodermique; flux; bassin versant; précipitations ; hiver; printemps; chlorure; sulfate; nitrate; lac Laflamme
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 04 juin 2013 19:53
Dernière modification: 09 nov. 2015 19:24
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1369

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