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Services hydrologiques rendus par les milieux humides dans un contexte dynamique d'occupation du territoire : étude de cas du bassin versant de la rivière Saint-Charles.

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Blanchette, Marianne (2018). Services hydrologiques rendus par les milieux humides dans un contexte dynamique d'occupation du territoire : étude de cas du bassin versant de la rivière Saint-Charles. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 130 p.

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Résumé

Le développement anthropique (urbanisation, agriculture, exploitation forestière, etc.) a un impact sur l’environnement et ses différents écosystèmes. Les milieux humides (marais, marécages, tourbières) d’un territoire procurent des services écologiques qui contribuent à restreindre l’impact négatif de ces activités sur certaines composantes naturelles. Or, les activités anthropiques affectent également les milieux humides, entre autres par l’empiétement sur leur superficie et par la modification de leur aire d’alimentation en eau. De cette manière, on assiste depuis le dernier siècle, à une diminution des superficies occupées par les milieux humides et on peut penser que cette perte a un impact, à son tour, sur les services écologiques fournis par ces écosystèmes. Au sein des services écologiques que l’on attribue aux milieux humides, on distingue les services hydrologiques, dont l’atténuation des crues, le maintien des débits en période d’étiage, la recharge de l’eau souterraine et l’amélioration de la qualité de l’eau. L’objectif principal de ce projet est de quantifier l’impact de l’évolution des superficies occupées par les milieux humides sur deux des services hydrologiques rendus par ceux-ci, soient l’atténuation des crues et le support aux étiages, à travers une étude de cas appliquée au bassin versant de la rivière Saint-Charles, Québec, Canada. Les connaissances actuelles portent à croire qu’une diminution des superficies de milieux humides augmenterait la vulnérabilité du bassin versant face à ces événements hydrologiques. Afin d’explorer cette hypothèse, une méthode combinant l’utilisation des systèmes d’information géographiques et de techniques issues de la télédétection et de la modélisation hydrologique a été développée. Ainsi, dans le cadre d’une première étape, des scénarios d’occupation du sol, incluant la répartition des milieux humides, ont été générés à partir d’images d’archives Landsat pour les années 1978, 1985, 1992, 2001 et 2014. Ces scénarios ont été produits à l’aide d’une méthode novatrice de classification orientée-objet bonifiée par les résultats d‘une étude des caractéristiques géomorphologiques associées aux milieux humides. Ils ont ensuite été intégrés dans la plateforme de modélisation hydrologique PHYSITEL/HYDROTEL afin de simuler pour chacun, les débits à différents points d’intérêts, avec et sans la prise en compte des milieux humides. L’analyse des caractéristiques géomorphologiques a permis d’identifier deux jeux de données pour la détection des milieux humides, soient la forme des versants hôtes (formes de Dikau) et les classes de drainage des sols. La méthode de classification d’images utilisée a permis d’atteindre une précision de 80 à 81% pour les scénarios de 2014, comparativement à 60 et 66% pour les classifications réalisées sans l’utilisation des données géomorphologiques secondaires. Les scénarios témoignent d’une modification importante du territoire entre 1978 et 2014, incluant une diminution relative des superficies de milieux humides de 8 à 53 % de même qu’une augmentation du territoire urbain parallèlement à une diminution des activités agricoles. Les résultats de simulations sont également conformes aux résultats escomptés et indiquent que l’impact des milieux humides sur les débits de crues et d’étiage est généralement cohérent avec l’évolution de leur superficie à l’échelle des sous-bassins versants, soit : (i) une augmentation des milieux humides se traduisant par une augmentation de leurs services hydrologiques ou, inversement, (ii) une diminution des superficies de milieux humides ayant pour conséquence une diminution de ceux-ci. Les conclusions de cette étude mettent de l’avant le rôle favorable des milieux humides dans l’atténuation des crues et le maintien des débits en période d’étiage, de même que la perte des services hydrologiques qui accompagne la diminution des superficies associées à ces écosystèmes. Les travaux réalisés dans le cadre de ce mémoire ouvrent la porte vers de nouvelles orientations de recherche. Des données issues de relevés LiDAR permettront d’affiner l’étude des caractéristiques géomorphologiques associées aux milieux humides et pourront également être intégrées directement dans la plateforme de modélisation sous forme d’un modèle numérique d’élévation, ce qui augmentera la résolution à laquelle les différents phénomènes hydrologiques y sont simulés. L’ajout de services hydrologiques supplémentaires associés aux milieux humides, tels que l’amélioration de la qualité de l’eau par la rétention des matières en suspension, pourrait également faire l’objet de travaux ultérieurs. Ces nouvelles avenues permettront de mieux comprendre le rôle des milieux humides et de mieux cibler les réseaux de conservation en vue de maintenir les services hydrologiques qui leur sont associés.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Rousseau, Alain N.
Co-directeurs de mémoire/thèse: Poulin, Monique
Mots-clés libres: bassin versant; rivière Saint-Charles; Ville de Québec; hydrologie; gestion du territoire; services écologiques; activités anthropiques; milieux humides;
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 22 oct. 2018 21:19
Dernière modification: 05 avr. 2019 04:00
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/7630

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