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Approche par bassin versant pour caractériser les causes de dégradation de la qualité de l'eau du lac Baie d'Or.

Gomez, Patricia (2015). Approche par bassin versant pour caractériser les causes de dégradation de la qualité de l'eau du lac Baie d'Or. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 234 p.

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Résumé

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La gestion des lacs situés dans les régions habitées présente un défi pour les intervenants de l’eau. Ces plans d’eau sont soumis à de fortes pressions anthropiques, pouvant conduire à leur eutrophisation prématurée. Ce projet de maitrise porte sur le cas du lac Baie d'Or, situé à Lévis, et présentant des signes d’eutrophisation depuis plusieurs années. Diverses démarches ont été entreprises par la Ville de Lévis afin d’améliorer la qualité de l’eau de ce lac, qui présente un enjeu social important. Cette problématique n’étant pas encore résolue, la Ville de Lévis désirait avoir une meilleure connaissance du lac et ses tributaires avant d’investir dans des nouvelles mesures d’intervention. Le processus d’eutrophisation du lac Baie d’Or n’a jamais été évalué selon une approche par bassin versant. Ce projet de maîtrise a pour objectif de déterminer, grâce à une approche multidisciplinaire, la provenance des principales sources de nutriments arrivant au lac et leur impact relatif sur le processus d’eutrophisation. De plus, il présente un avis scientifique sur les mesures d’intervention envisagées par la Ville de Lévis ayant le plus de chances d’améliorer la qualité de l’eau. Cette approche inclut une caractérisation de la qualité de l’eau des tributaires et de l’état trophique du lac, une modélisation hydrologique du bassin versant et une estimation de la charge externe en phosphore total (PT) et en matières en suspension (MES). Les résultats confirment que le lac Baie d’Or est dans un état avancé d'eutrophisation, montrant les caractéristiques d’un lac hypereutrophe, telles qu’une teneur élevée en PT (en moyenne 323 μg l-1) et en chlorophylle-a (en moyenne 170 μg l-1), ainsi qu’une faible transparence (en moyenne 21,5 cm pour la profondeur de Secchi). Ils indiquent également que la dégradation de ce plan d’eau est principalement due à la charge externe qui dépasse amplement la capacité de support du lac. La modélisation hydrologique suggère que le milieu agricole est responsable de la plus grande partie de cette charge (76 % des MES et 61 % du PT), mais les apports urbains demeurent significatifs (respectivement 24 et 39 % des apports totaux). La restauration du lac Baie d’Or s’avère donc complexe, car d’après les estimations, une réduction de plus de 90 % de la charge actuelle en phosphore serait nécessaire afin d’amener le lac à un état mésotrophe. Compte tenu des caractéristiques du lac Baie d’Or et des causes à l’origine de sa dégradation, la restauration de ce plan d’eau pourrait s’étaler sur plusieurs années. Bien que certaines mesures puissent être mises en place dans le lac pour atténuer les signes d’eutrophisation, elles ne permettront pas d’arrêter le processus accéléré d’eutrophisation en cours. Seule une intervention sur l'ensemble du bassin versant permettra de réduire de façon durable l’exportation de phosphore et d’autres polluants vers le lac et d'améliorer la qualité de l'eau.

Abstract

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The management of lakes located near populated areas is a big challenge for all stakeholders. These lakes are submitted to elevated anthropic pressures, which lead to premature eutrophication. This master’s project focuses on Baie d'Or lake, located in Levis, which started showing signs of eutrophication some years ago. In order to improve the water quality of the lake, different actions have been taken by the city of Levis. However, the problem has not yet been solved, and the city wants to have deeper knowledge of the lake and its tributaries before investing in new treatment measures. The eutrophication process for this lake has never been evaluated at the watershed scale. The main goal of this master’s project is to determine, using a multidisciplinary approach, the main sources of nutrients and their impact on the eutrophication process. This paper also presents a scientific opinion on the intervention measures that the city has considered and which have more chances to improve the water quality. This approach includes a characterization of the tributary water quality and the trophic status of the lake, as well as the hydrological modeling of the watershed and an estimate of the external load in total phosphorus (TP) and total suspended solids (TSS). The results confirmed the advanced eutrophication status of the lake. In fact, this lake shows the characteristics of an hypereutrophic lake, with high concentrations of TP (in average 323 μg l-1) and chlorophyll-a (in average 170 μg l-1), as well as a low transparency (in average: 21,5 cm for the Secchi depth). The results also indicate that the degradation of this lake is mainly due to the external load which exceeds its support capacity. Application of the hydrological model suggests that the agricultural sector is responsible for the largest part of the load (76 % of TSS and 61 % of TP). Nonetheless, the urban contribution remains significant (26 % and 39 % of total inputs). The restoration of this lake is a complex challenge, as according to estimates, a reduction of more than 90% of the current loading of phosphorus would be needed to restore the lake to a mesotrophic status. Given the characteristics of Baie d'Or lake and the causes of its degradation, its restoration could spread out over several years. Although some measures could be set up in situ to minimize signs of eutrophication, they will not stop the current and accelerated degradation process. Only an intervention over the whole watershed will allow a sustainable reduction in phosphorus and other pollutants exported towards the lake and, hence improve its water quality.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Laurion, Isabelle
Co-directeurs de mémoire/thèse: Duchesne, Sophie
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: eutrophisation; trophique; nutriment; modélisation hydrologique; lac; qualité; eau; bassin versant; Baie d’Or
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 19 oct. 2015 15:38
Dernière modification: 18 nov. 2015 21:20
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2793

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