Débit
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Introduction :
De façon générale, le débit est une estimation de la quantité d’eau présente dans une section d’un cours d’eau et de la vitesse à laquelle elle s’écoule. Le débit peut se résumer à une quantité (volume) et à un déplacement d’eau, mais il s’agit en fait d’un indicateur complexe de la santé écologique du bassin versant. Il est donc pertinent et important d’en faire le suivi. Un changement de débit a presque assurément une incidence sur les autres aspects écologiques du bassin versant.
Le débit peut influer et intervenir sur l’effet d’autres indicateurs dans un milieu donné. Les contaminants qui menacent la qualité de l’eau, notamment les eaux usées, le mercure et l’excès de nutriments comme le phosphore, ont moins de répercussions dans les eaux profondes où le courant est fort qu’ils en ont dans les eaux peu profondes où le courant est faible. La profondeur et le débit influencent grandement la température de l’eau et la concentration d’oxygène dissous. Dans les cours d’eau calmes et profonds, la lumière du soleil atteint moins le fond que la surface, ce qui signifie que l’eau de surface est plus chaude que l’eau qui se trouve au fond. Les eaux qui ont un débit plus faible peuvent également se stratifier, de sorte que la concentration en oxygène dissous varie selon la profondeur. Cependant, la stratification est rare dans les réseaux hydrographiques comme celui du bassin versant de la rivière des Outaouais, où le débit et la turbulence provoquent un mélange des couches et une distribution plus uniforme de l’oxygène et de la température.
La vitesse à laquelle l’eau se déplace à la surface influence aussi ce qui s’y passe. Par exemple, il est peu probable que de la glace se forme sur de l’eau qui se déplace rapidement. Les conditions de gel sont donc limitées dans les secteurs du bassin versant qui présentent des rapides. De même, les proliférations d’algues ont tendance à se former dans les baies et les milieux où les conditions de formation sont présentes, mais aussi où la surface est assez calme pour permettre aux algues de s’accumuler. Ici encore, le phénomène est réservé à certaines zones précises du bassin versant.
Les activités humaines peuvent aussi avoir une influence sur le débit, notamment les barrages et les stations hydroélectriques. Ce type d’infrastructures peut occasionner la formation de grands réservoirs, lesquels retiennent un volume considérable d’eau. Ou encore, des fluctuations de débit peuvent avoir lieu localement à cause de l’exploitation des installations sur la rivière. La présence d’un barrage entrave la continuité du débit, transforme les habitats et fragmente les espèces, ce qui entraîne des répercussions importantes sur la biodiversité. Celle-ci comprend les espèces de poissons indigènes et les invertébrés benthiques, mais aussi les plantes et les animaux aquatiques parfaitement adaptés aux conditions de leur habitat. Les espèces aquatiques migratrices, comme l’anguille d’Amérique, qui était autrefois abondante dans le bassin versant, n’ont plus accès à la rivière des Outaouais ou ne peuvent plus s’y déplacer librement. L’habitat d’autres espèces historiquement importantes, comme l’esturgeon jaune, est maintenant limité à certains tronçons spécifiques.
Un autre facteur qui influence le débit est un changement dans l’utilisation des terres d’origine humaine. Le défrichage et la modification de la couverture terrestre ont des répercussions sur la capacité du sol à retenir les précipitations, ce qui a pour effet d’augmenter le volume des eaux de ruissellement, provoquant des hausses de débit plus importantes. Par ailleurs, des zones riveraines saines et végétalisées stabilisent les berges, atténuent le débit quand le niveau d’eau monte et contribuent au maintien des courbes naturelles de la rivière, lesquelles aident à réguler le débit.
Depuis de nombreuses années, des données sur le débit sont collectées dans le bassin versant de la rivière des Outaouais par des stations hydrométriques. Cependant, l’accès aux données a beaucoup diminué depuis plusieurs dizaines d’années. Les barrages et les stations hydroélectriques situés sur le cours principal de la rivière des Outaouais recueillent également ces données. Même si on ne peut qu’entrevoir une petite partie de l’histoire du débit dans le bassin versant, les données permettent de mieux comprendre les fluctuations de débit causées par des changements ou par des facteurs liés au réchauffement climatique.
Que savons-nous des données de débit dans le bassin versant?
Cette carte montre l’emplacement de toutes les stations hydrométriques de la Division des relevés hydrologiques du Canada situées le long de la rivière des Outaouais. Les cercles verts représentent les stations présentement actives qui recueillent des données en temps réel sur le débit, les cercles rouges, les stations qui ont déjà collecté des données, mais qui ne sont plus en activité aujourd’hui. Le tableau en dessous de la carte énumère les périodes d’activité des stations. Celles-ci sont classées, de haut en bas, de la plus en amont à la plus en aval.
On retrouve également des stations hydrométriques sur de nombreux affluents de la rivière des Outaouais. Cependant, Garde-rivière des Outaouais concentre en premier lieu son travail de surveillance des débits sur le bras principal. Par souci de clarté, les stations situées le long des affluents n’ont donc pas été incluses.
Cette carte ne montre pas les barrages ni les stations hydroélectriques. Même s’il est vrai qu’on recueille des données sur les débits dans de nombreux barrages, les données historiques ou à long terme ne sont généralement pas accessibles au public et sont difficiles à obtenir. C’est pour cette raison que ces ressources n’ont pas été prises en compte.
De cette représentation graphique, on peut retenir que même s’il semble y avoir une grande quantité de données historiques et un grand potentiel de compréhension approfondie du débit tout au long de la rivière des Outaouais, beaucoup de stations hydrométriques ont cessé leurs activités avant 2000. Nos données actuelles sur les débits du bras principal de la rivière des Outaouais sont donc limitées.
Relations avec les autres indicateurs :
Débit
La quantité ou le volume d’eau à un moment donné et la vitesse à laquelle cette eau se déplace le long de la rivière en détermine le débit. Le débit peut mettre en contexte un certain nombre d’autres indicateurs et constituer un important facteur lorsqu’on examine la chimie de l’eau ou les impacts des polluants (par exemple, la concentration de pollution aura un impact différent selon que le débit de la rivière est faible ou élevé). En comparant les débits dans le même tronçon de rivière, on peut déceler différentes tendances et les incidences des obstacles au débit sur le biote aquatique.
Proliférations d’algues
Les algues constituent un groupe d’organismes végétaux unicellulaires ou multicellulaires. La croissance des algues contribue, de la même manière que les plantes aquatiques, à soutenir l’écosystème en produisant de l’oxygène et en étant une source de nourriture pour les petits animaux. Toutefois, lorsque les conditions environnementale dévient de la normale, les algues peuvent proliférer rapidement et créer une surpopulation d’algues.
Température de l’eau
Avec la hausse des températures mondiales, la température de l’eau (notamment la température maximale annuelle) deviendra un important indicateur de la santé du bassin versant dans l’avenir. La température de l’eau est fortement corrélée à bon nombre d’autres indicateurs importants de l’état écologique et peut souvent expliquer, mettre en contexte ou même prédire les changements dans la qualité des habitats.
Oxygène dissous
L’oxygène dissous indique la concentration d’oxygène libre dans la colonne d’eau produite par les plantes aquatique et les algues par la photosynthèse, ou transféré de l’air à la surface de l’eau. L’oxygène dissous est essentiel à toute la vie aquatique et pour la décomposition des déchets organiques. La quantité d’oxygène disponible dépend également de nombreux facteurs abiotiques dont la salinité, la pression et la profondeur, le vent, le débit et l’action des vagues.
Chlorophylle-a
Principal type de chlorophylle dans les plantes vertes et les algues, la chlorophylle a sert à la photosynthèse oxygénique. La mesure de la concentration de chlorophylle a dans un milieu aquatique permet de mieux comprendre la densité et la prédominance des algues, facteurs qui peuvent influer sur la concentration d’oxygène dissous ou indiquer un risque de prolifération.
Phosphore total
Le phosphore est un élément essentiel à la vie. Il joue un rôle structurel dans le matériel génétique (p. ex. l’ADN) et les membranes cellulaires; c’est un composant actif de la production, du stockage et du transfert de l’énergie cellulaire sans lequel les organismes vivants ne peuvent effectuer certains processus (tels que la respiration et l’absorption des nutriments).
Connectivité riveraine
Les zones riveraines naturelles et végétalisées, zones de transition uniques entre les écosystèmes terrestres et aquatiques, ont de nombreux bienfaits. Elles offrent un habitat à la faune riveraine, filtrent les eaux de ruissellement, régulent la température locale et stabilisent la rive. La mesure de la connectivité riveraine donne de précieux renseignements sur la santé du bassin versant et permet de mieux comprendre l’incidence du développement sur la résilience de ces zones.
Surverses d'égouts unitaires
Lors d’une surverse d’égouts unitaires, un mélange d’eaux usées et d’eaux pluviales, est déversé dans un plan d’eau, y introduisant des polluants, des pathogènes et l’excédent des déchets organiques. Les eaux usées non traitées ou traitées inadéquatement posent un risque à la santé des usagers récréatifs, tels que les adeptes de la baignade, des sports de pagaie, etc. Elles compromettent également les écosystèmes aquatiques en diminuant l’oxygène dissous disponible par la présence de matière organique en décomposition.
Changement d’utilisation du sol
L’utilisation du sol renvoie aux différentes affectations des terres, comme l’agriculture, les routes, les espaces urbains, les forêts naturelles ou exploitées, les milieux humides et les aires protégées. Les changements d’utilisation du sol ont des effets sur la quantité d'eau et la qualité de l’eau qui entre dans la rivière par ruissellement et peuvent aider à expliquer les changements associés à d’autres indicateurs dans un milieu donné.
Invertébrés benthiques
Les invertébrés benthiques sont des organismes trouvés dans les sols ainsi que sur les roches et la matière organique qui forment le lit des ruisseaux, des rivières et des lacs. Leur tolérance à la pollution varie énormément selon les espèces; l’abondance relatives des espèces tolérantes ou sensibles à la pollution est un bon indicateur de la qualité de l’eau et de la santé des écosystèmes.
Espèces envahissantes
Les espèces envahissantes sont des espèces non indigènes qui ont été introduites dans un habitat et peuvent supplanter les espèces indigènes. Les espèces envahissantes perturbent l’écosystème établi, ce qui peut entraîner une dégradation de sa qualité et de sa santé.
Richesse en poissons
La richesse en poissons mesure la présence de différentes espèces de poissons dans un écosystème ou un habitat. Une plus grande richesse est préférable en général, mais certains facteurs confusionnels, tels que le type d’habitat et la présence d’espèces envahissantes, peuvent rendre cette richesse menaçante pour la santé des écosystèmes.
Mercure dans l’eau
Hautement toxique, le mercure produit naturellement est capté par les plantes et les sédiments et retiré de la colonne d’eau. Toutefois, l’activité humaine produit un excédent de mercure qui se retrouve dans la colonne d’eau. Le mercure dans l’eau est par conséquent un utile indicateur de l’impact humain sur le bassin versant.
Gel/dégel
Le gel survient à la date à laquelle un plan d’eau est entièrement recouvert de glace et le dégel survient lorsque la glace est complètement disparue de la surface. Ces mesures informent sur bon nombre de conditions environnementales, telles que la température de l’eau et le débit.
Autres ressources :
