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The integration of thermal infrared imaging, discharge measurements and numerical simulation to quantify the relative contributions of freshwater inflows to small estuaries in Atlantic Canada.

Danielescu, S., MacQuarrie, K.T.B., et Faux, R.N. (2009). « The integration of thermal infrared imaging, discharge measurements and numerical simulation to quantify the relative contributions of freshwater inflows to small estuaries in Atlantic Canada. », Hydrological Processes, 23(20), p. 2847-2859. doi : 10.1002/hyp.7383  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les flux des éléments nutritifs qui proviennent des bassins hydrographiques aménagés contribuent souvent de manière significative à la baisse de la qualité de l’eau et au déclin du fonctionnement écologique dans les estuaires. Il est nécessaire de déterminer les contributions relatives de l’écoulement des eaux de surface et des eaux souterraines vers les estuaires vulnérables aux éléments nutritifs. En effet, ces deux sources peuvent être caractérisées par des concentrations d’éléments nutritifs et une variabilité temporelle différentes, et nécessiter par conséquent différentes mesures correctives. La quantification de l’écoulement volumétrique des eaux souterraines, lequel peut se produire par suintement diffus ou par des sources, demeure un défi important. Dans cette étude, l’écoulement total d’eau douce, y compris des eaux souterraines, dans deux petits estuaires vulnérables aux éléments nutritifs de l’Île du Prince Édouard (Canada), est évalué au moyen d’une combinaison unique d’imagerie par thermographie infrarouge aéroportée, de mesures d’écoulement directes dans des cours d’eau et des sources du littoral et de simulation numérique de l’écoulement souterrain. Les résultats des relevés thermographiques indiquent que l’écoulement des eaux souterraines se produit à certains endroits (sources) le long du littoral des deux estuaires, ce qui peut être attribué à un aquifère dont le substratum gréseux est fracturé. L’écoulement mesuré à un sous ensemble de sources présente une bonne corrélation avec le signal thermique attribué à chaque lieu d’écoulement, et cette information a été utilisée pour déterminer l’écoulement total des sources à chaque estuaire. Il s’avère que l’écoulement des cours d’eau constitue la plus grande contribution volumétrique d’eau douce pour les deux estuaires (83 % pour l’estuaire de la rivière Trout et 78 % pour l’estuaire du ruisseau McIntyre). Toutefois, l’écoulement des eaux souterraines occupe une place importante, puisqu’il représente de 13 % à 18 % de l’écoulement total. La comparaison des résultats des modèles d’écoulement des eaux souterraines à l’échelle des bassins hydrographiques et l’analyse de l’écoulement des sources laissent entendre que le suintement diffus aux deux estuaires constitue seulement 25 % environ de l’écoulement total des eaux souterraines. Les méthodes employées dans cette recherche fournissent un cadre utile pour déterminer les contributions volumétriques relatives des eaux de surface et des eaux souterraines aux petits estuaires, et les résultats devraient être appliqués à l’analyse d’autres bassins hydrographiques côtiers dont le substratum gréseux est fracturé dans le Canada atlantique.

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