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Suspended Sediment Concentrations Downstream of a Harvested Peat Bog: Analysis and Preliminary Modelling of Exceedances Using Logistic Regression.

St-Hilaire, André; Courtenay, Simon Charles; Diaz-Delgado, Carlos; Pavey, Bronwyn; Ouarda, Taha B. M. J.; Boghen, Andrew; Bobée, Bernard (2006). Suspended Sediment Concentrations Downstream of a Harvested Peat Bog: Analysis and Preliminary Modelling of Exceedances Using Logistic Regression. Canadian Water Resources Journal , vol. 31 , nº 3. p. 139-156. DOI: 10.4296/cwrj3103139.

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Résumé

Les tourbières sont des écosystèmes de première importance dans de nombreux pays nordiques, y compris le Canada. La récolte de tourbe nécessite la dénudation de la surface exploitée, suivie par la mise en place d'un réseau de canaux de drainage afin d'assécher la couche superficielle de tourbe. Pour minimiser l'impact de ces particules en suspension, les canaux de drainage sont dirigés vers des bassins de sédimentation. Deux sites ont été échantillonnés durant la période printanière de 2001 et 2002 à l'aide de néphélomètres (OBS) ayant été calibrés in situ. Les séries chronologiques de concentration de solides en suspension (CSS) ainsi obtenues ont été converties en séries dichotomiques de dépassement et non dépassement de certains seuils de CSS. Les résultats ont démontré que durant les deux printemps échantillonnés, les valeurs de CSS ont dépassé la norme provinciale de 25 mg/L entre 53.6% et 86% du temps. Même si on élève le seuil à une valeur de SSC plus importante, tel que 500 mg/L, le pourcentage des dépassements demeure élevé (entre 11% et 60%). Une étude préliminaire sur la faisabilité de l'utilisation de la régression logistique pour modéliser les dépassements a été complétée. Pour un seuil de 500 mg/L, le meilleur modèle inclut des termes autorégressifs d'ordre 1 et 2, de même que la température de l'air, le cumul de précipitations de 5 jours et le débit décalé de 3 jours. Le modèle a permis de prédire correctement 82% des dépassements.

Abstract

Acting as natural filters, peatlands are important wetland ecosystems in many northern countries, including Canada. To harvest peat, the vegetation must be removed and the harvested area ditched to drain and dry the peat. Drainage ditches are often designed to route water to settling ponds prior to releasing runoff into nearby water bodies. The present study investigated one key water quality variable, suspended sediment concentration (SSC), downstream of settling ponds in an actively harvested peatland. Time series of SSC for two spring seasons (2001-2002) were recorded at two sites using optical back scatterometers (OBS) calibrated in situ. SSC values exceeded the New Brunswick provincial guideline of 25 mg/L between 53.6 and 86.0% of the time. Even when the threshold was raised to relatively high values such as 500 mg/L, the percentage of exceedance remained relatively high (between 11 and 60%). A statistical model of SSC exceedance, based on logistic regression, was tested to investigate which hydrological forcings may explain high SSC values. Various independent variables were used in conjunction with an autoregressive component and were compared using different goodness of fit criteria. For a threshold of 500 mg/L, the best fit among all the logistic regression models tested included lag 1 and 2 autoregressive terms, as well as five-day cumulative precipitation, air temperature and three-day lagged discharge. The model was able to correctly predict 82% of exceedances.

Type de document: Article
Mots-clés libres: logistic regression; optical back scatterometers (OBS); peatlands; suspended sediment concentration (SSC)
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 08 janv. 2021 15:47
Dernière modification: 08 janv. 2021 15:47
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/10932

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