Dubois, Frédérique
(2023).
« Émergence de l'eau souterraine dans les portions amont des cours d'eau : exemple de quatre bassins versants des Laurentides » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
Les zones amont des bassins versants jouent un rôle important dans le soutien des étiages des cours d’eau, mais sont peu étudiées et peu protégées. Cet apport est crucial pour la faune et la flore riveraine afin de préserver les conditions nécessaires à leur survie, telle qu’une température faible et stable, la présence d’eau à des périodes critiques de leur développement et l’apport en nutriments, mais également pour maintenir les débits en aval sur les cours d’eau qui servent parfois pour l’alimentation en eau potable. Le but de ce projet de maîtrise est de mieux comprendre l’émergence de l’eau souterraine dans les portions amont des cours d’eau. Les objectifs spécifiques sont 1) d’identifier in situ les zones d’émergence sur quatre sous-bassins amont, 2) de quantifier par bilan de masse l’apport d’eau souterraine en étiage à ces cours d’eau et 3) de lier l’émergence d’eau souterraine à des facteurs géomorphologiques. Quatre sous-bassins versants ont été étudiés, soit ceux de la rivière à Simon, du ruisseau des Vases, de la rivière Saguay et du ruisseau Lanthier, tous situés dans la région des Laurentides. Des mesures de débits et de traceurs d’eau souterraine, soit l’activité 222Rn, la conductivité électrique ainsi que la composition isotopique de l’eau, ont été réalisées sur les bassins étudiés. Les évolutions amont-aval des débits et des traceurs d’eau souterraine ont été comparées et des bilans de masse de l’activité 222Rn retrouvée sur les cours d’eau et leurs tributaires ont permis de calculer les apports d’eau souterraine aux quatre bassins versants. La calibration de tous les bilans de masse a été jugée satisfaisante. Un indicateur simple reliant l’émergence de l’eau souterraine en cours d’eau et des paramètres géomorphologiques facilement disponibles a été développé. Ce projet a permis d’identifier des zones d’émergence d’eau souterraine à l’amont du ruisseau des Vases et sur plusieurs segments de la rivière Saguay. Sur ces deux bassins versants, les zones d’émergence identifiées à l’aide des résultats de mesures de débits et des traceurs de l’eau souterraine coïncident avec les zones d’émergence simulées par les bilans de masse, ainsi qu’avec les zones d’émergences identifiées à l’aide de l’indice de connectivité. Sur le ruisseau des Vases et la rivière Saguay, les contributions d’eau souterraine estimées à l’aide des bilans de masse représentent 3,5 et 11,5 % des débits retrouvés aux exutoires respectifs. Des zones d’émergences d’eau souterraine ont été identifiées à l’amont du ruisseau Lanthier et cette contribution d’eau souterraine représente 28 % du débit retrouvé à l’exutoire. Des zones d’émergence de l’eau souterraine ont été identifiées sur la rivière à Simon, et la contribution d’eau souterraine estimée à l’aide du bilan représente 28,4 % du débit à l’exutoire. Les traceurs naturels utilisés se sont avérés utiles pour quantifier les apports d’eau souterraine aux quatre cours d’eau étudiés. Pris individuellement, les traceurs ont chacun des limites et des avantages, il est donc pertinent d’en combiner plusieurs afin d’avoir une vision d’ensemble sur les différents paramètres qui entrent en jeu dans l’évaluation des zones d’émergence de l’eau souterraine sur les cours d’eau. Un indicateur simple reliant l’émergence de l’eau souterraine en cours d’eau et les paramètres géomorphologiques facilement disponibles a été développé. Cet indice tient compte de l’ordre de Strahler, de la pente et du type de dépôts associés aux segments de cours d’eau. Il s’agit d’un indice simple d’utilisation qui permet d’identifier aisément les zones d’émergence de l’eau souterraine sur les cours d’eau. L’indice n’est pas parfait et certaines valeurs aberrantes ont été mises en évidence lors de la comparaison avec les mesures in situ. Malgré quelques limitations associées au petit nombre de caractéristiques des tronçons prises en compte ou à la méthodologie de calibration des paramètres de l’indice, les résultats montrent que l’indice permet d’identifier relativement bien les zones d’émergence de l’eau souterraine à des échelles locales. Il peut facilement être déployé sur d’autres bassins versants ou à des échelles plus grandes.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Émergence d’eau souterraine, bassins versants amont, traceurs d’eau souterraine, bilan de masse, Laurentides (Québec)
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