Dépôt numérique
RECHERCHER

Atténuation de la contamination nitratée des eaux souterraines dans la zone riveraine des cours d'eau.

Labchir, Rachid (1999). Atténuation de la contamination nitratée des eaux souterraines dans la zone riveraine des cours d'eau. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 304 p.

[img]
Prévisualisation
PDF
Télécharger (34MB) | Prévisualisation

Résumé

La pollution par les nitrates d'origine agricole a un impact majeur sur la qualité des eaux souterraines et superficielles. Du fait des relations d'échange entre les nappes et les rivières, la qualité des eaux de surface devient dépendante de celle des eaux souterraines. Ainsi, les zones riveraines des cours d'eau constituent un lieu de rencontre et d'interaction entre ces deux systèmes d'eau, et peuvent jouer un rôle important en ce qui a trait à l'atténuation des concentrations en nitrates en provenance des terres agricoles. Afin d'étudier la performance des zones riveraines dans le contexte des conditions pédoclimatiques du Québec (Canada), neuf sites situés dans le bassin versant de la rivière Boyer (trois sites à végétation arbustive, trois sites à végétation herbacée, trois sites à végétation rase) ont été suivis en 1995, 1996 et 1997 du printemps jusqu'à l'automne. On a pu vérifier l'influence du type de la végétation, de la largeur de la zone riveraine, ainsi que de certains paramètres physiques ou chimiques, sur l'atténuation des nitrates dans l'eau souterraine et le sol, de même que la distribution spatiale et temporelle de cette atténuation dans chacun des sites étudiés. Une analyse statistique des résultats a été effectuée à l'aide du logiciel SAS. On a pu ainsi comparer la performance de ces milieux riverains de différents types de végétation, et aussi examiner les corrélations entre les paramètres analysés au niveau de l'eau souterraine et du sol. L'analyse des résultats obtenus a montré que les charges en nitrates dans l'eau souterraine et le sol des sites étudiés semblent fortement dépendantes des cultures pratiquées dans les champs avoisinants. Une atténuation de ces charges a été observée au niveau des zones herbacées et arbustives lors de l'écoulement de la nappe vers le cours d'eau et en ce qui a trait à l'évolution de ces contaminants au travers des trois profondeurs (0-10, 20-30 et 60- 70 cm), depuis le champ jusqu'à la rivière. Par contre, en ce qui concerne la végétation riveraine rase (ou absente), une augmentation des concentrations en nitrates a été décelée. Celle-ci est attribuée à l'infiltration dans cette zone des eaux de ruissellement en provenance du champ. L'atténuation est plus importante lorsque les concentrations entrant à l'amont de la zone riveraine, sont élevées. Cette atténuation due à l'assimilation des nitrates par les plantes ou au processus de dénitrification semble dynamisée par l'importance des charges en nitrates. Par ailleurs, les flux massiques semblent influencer par différents facteurs (prélèvement par les plantes, dénitrification, paramètres hydrologiques et hydrogéologiques). Les traitements statistiques des données d'eau souterraine et du sol ont permis d'observer qu'il existe une différence significative (p≤0.05) entre la performance des sites avec végétation (herbacée ou arbustive) et ceux où la végétation est rase (ou absente). Les zones avec végétation sont ainsi plus efficaces à atténuer les concentrations en nitrates que celles avec végétation rase. La comparaison de la performance des zones herbacées et arbustives a montré qu'une différence significative existe entre ces sites. En ce qui a trait à l'atténuation des nitrates de l'eau souterraine, les zones arbustives semblent plus efficaces que celles herbacées. Par contre, au niveau des profondeurs du sol 0-10 et 20-30 cm, les sites à végétation herbacée semblent plus efficaces que ceux à végétation arbustive. Pour la profondeur 60-70 cm, la végétation arbustive devient plus performante, ce qui illustre le rôle des racines dans l'assimilation des nitrates. En ce qui concerne la largeur de la zone riveraine, l'absence de différence significative entre les sites de même végétation (notant aussi que cette largeur ne varie pas beaucoup entre les sites) semble montrer qu'elle présente peu d'influence sur l'atténuation dans l'eau souterraine. Au niveau de l'eau souterraine on note l'influence significative des fluctuations de la profondeur de l'eau souterraine, du pH et de la température sur les concentrations en nitrates. Le facteur le plus influent est la profondeur de la nappe, qui peut avoir un impact sur les autres paramètres et sur les processus d'atténuation des nitrates (assimilation par les plantes et dénitrification). Quant aux paramètres analysés au niveau du sol, il exite une bonne corrélation entre le taux de matière organique, l'humidité et l'évolution des concentrations en nitrates. Ceci montre l'influence significative de ces paramètres (taux d'humidité et de matière organique) sur les processus d'atténuation des nitrates et plus particulièrement sur l'activité bactérienne responsable de la dénitrification. Les zones riveraines herbacées ou arbustives semblent donc constituer un instrument d'aménagement efficace en vue du maintien de la qualité des cours d'eau en regard aux concentrations en nitrates. Afin de maximiser l'efficacité de ces zones tout en utilisant une largeur optimale, il Semblerait pertinent de combiner les deux types de végétation (herbacée et arbustive). Une première zone herbacée d'une largeur de 2 à 3 mètres à la limite avec le champ permettrait d'atténuer le ruissellement de surface et favoriser l'infiltration de ces eaux tout en permettant une atténuation des nitrates. La deuxième zone de végétation arbustive d'une largeur de 3 à 4 mètres permettrait la stabilité des rives du cours d'eau et l'assimilation des nitrates de l'eau souterraine. La végétation ne devrait bien entendu pas favoriser les apports d'azote par fixation (cas des légumineuses et des aulnes).

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Banton, Olivier
Mots-clés libres: nitrate; eau souterraine; agriculture; contamination; zone riveraine; bassin versant; rivière Boyer
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 05 déc. 2013 14:39
Dernière modification: 20 nov. 2015 20:03
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1798

Actions (Identification requise)

Modifier la notice Modifier la notice