Modélisation de l'azote total en rivière à l'aide du modèle quantité–qualité CEQUEAU.

(1)

QUaVrrrt-Querrrs CEQUEAU

par llorin, Guy C l u i s , D a n i e l C o u i l l a r d , D e n i s J o n e s , H . G é r a l d Gauthier, Jean-Maurice

Soumis pour publication dans

"<

Journal Canadien de Génie rE-irrfl J a n v i e r 1 9 8 7

INRS-Eau

Université du Québec 2 7 0 0 , r u e E i n s t e i n - C . P . 7 5 0 0

Sainte-Foy (Québec), Canada G l V 4 C 7

(2)

nÉsrnÉ

i

Le modèle dtazoteprésenté permet dtestimer i"

"orr""rrtration d'rrrot'" total à

nrimporte quel point dtun bassin versant en utilisant les conposantes

hydrologiques calculées par 1e modèle CEQUEAU. À cette fin, le bassin

I

versant est divisé en carréaux de nême dinension sur lesquels une fonction

de production quantifie les différentes sources d'azote Pour estimer la

charge totale qui staccumule à la surface du sol ou sur le couvert de neige. La charge d'ezote totale subit une dégradation en fonction de la température d e I ' a i r e t n ' e s t e n t r a i n é e e n r i v i è r e q u e s ' i l y a d u r u i s s e l l e m e n t s u p e r f i c i e l c a u s é p a r l e s p r é c i p i t a t i o n s l i q u i d e s o u Par la fonte de neige. Les charges produites au niveau du sol stajoutent aux charges inhérentes aux t r o i s f o r n e s d ' é c o u l e m e n t ( r u i s s e l l e n e n t , é c o u l e n e n t h y p o d e r n i q u e ,

écoulement de base). une fonction de transp-ort effectue le bilan des

c h a r g e s e n r i v i è r e , t r a n s i t é e s d e 1 ' a n o n t v e r s I t a v a l d ' u n e n a n i è r e s i m i l a i r e a u x d é b i t s e t t i e n t c o t r P t e , s ' i l y a lieu, des charges ponctuelles

arrivant directeoent en rivière. Les charges en rivière subissent une

' d é g r a d a t i o n

q u i e s t f o n c t i o n d e l a t e n p é r a t u r e d e I ' e a u . L e s s o u r c e s d ' e z o t e c o n s i d é r é e s s o n t l e s p r é c i p i t a t i o n s , l e s d é p ô t s a t m o s p h é r i q u e s s e c s ' l e s r e j e t s n u n i c i p a u x e t i n d u s t r i e l s , I e s f u n i e r s d t a n i m a u x e t l e s e n g r a i s

chiniques. Le modèle a êtê appliqué au bassin versant de la rivière

S a i n t e - A n n e , Q u é b e c ( s u p e r f i c i e d u b a s s i n : 2 7 O O k n t ) e t p e r m e t d e reproduire l'allure générale des concentrations mesurées à La Pérade Pour l e s a n n é e s 1 9 7 8 , L 9 7 9 e t 1 9 8 0 .

I | O T S C L E S : M o d é l i s a t i o n , r i v i è r e , a z o t e , h 5 P o d e r n i q u e , é c o u l e m e n t d e b a s e '

(3)

ABSTRACT

a i_'i'

A model for nitrogen concentrations in running waters has been developed and

associated with the hydrological nodel CEQTEAU- Ttre nodel allows the

simulation of total nitrogen concentrations at any point in e wetershed

during various hydrological event. The catchnent area is first subdivided i n t o d i s c r e t e e l e n e n t s ; e a c h e l e m e n t i s a s s o c i a t e d w i t h a p r o d u c t i o n f u n c t i o n w h i c h q u a n t i f i e s t h e a c c u m u l a t i o n o f n i t r o g e n a t t h e s o i L - a t m o s p h e r e i n t e r f a c e . s u p p l e n e n t a r y f u n c t i o a s d e s c r i b e t h e transformations of nitrogen species in the soil and the transfer of the nitrogen load, towards the hydrographic systen by runoff caused by rain

and/or snowmelt and the trensPort of the different nitrogen conpounds

d o w n s t r e a m . A n o t h e r f u n c t i o n i s u s e d t o r e P r e s e n t t h e i n - s t r e a m

transfornation. Nitrogen data inPuts to be nodeled are those fron

p r e c i p i t a t i o n d r y d e p o s i t i o n , d i f f u s e s o u r c e s d u e t o a g r i c u l t u r a l p r a c t i c e s and industrial point sources. The model was applied to the Ste-Anne River'

Québec (catchnent area, 2 700 knz) in order to reproduce the observed

Nitrogen concentrations of L978, 7979 and 1980. Model performance lras

judged to be promising and it is proposed to validate the nodel by the sinulation of nitrogen concentration on other rivers for shich land use and i n d u s t r i a l a c t i v i t y a r e w e l l d o c u m e n t e d '

(4)

INI.RODUCÎION

i

L ' a z o t e e n m i l i e u a g u a t i q u e p r o v i e n t d e p l u s i e u r s s o u r c e s : d e s p r é c i p i t a t i o n s s è c h e s s o u s f o r m e s d ' a é r o s o l s e t d e p o u s s i è r e , d e l a p l u i e , d e l a n e i g e , d e l r a l t é r a t i o n e t l a d é c o m p o s i t i o n d e s s o l s , d e s d é b r i s

organiques d'origines végétale et animale, des excrétions anirnales et

h r r m a i n e s , d e s r e j e t s n u n i c i p a u x e t i n d u s t r i e l s , d e s a P P o r t s r e l i é s à 1 ' a g r i c u l t u r e c o m m e le l e s s i v a g e d e s e n g r a i s , e t c ( C l u i s g ! 3 ! = ' L 9 7 9 ) .

L'azote est impliquée dans une multitude de réactions chiniques ou

biologiques et ne peut être considéré conme stable et conservatif (National A c a d e n y o f S c i e n c e s 1 9 7 8 ; S a i n e t a L , L 9 7 7 ; V a n K e s s e l 1 9 7 7 ) . S e l o n l e degré de raffinernent recherché dans la définition du cycle de I I ezote et en

fonction des données disponibles, la nodélisation de L'azote en rnilieu

aguatigue sera plus ou moins complexe. Dans la plupart des nodèles, les réactions de transfornation de L'azote sont rePrésentées par des équations d i f f é r e n t i e l l e s d e p r e m i e r o r d r e d o n t l e s c o e f f i c i e n t s s o n t v a r i a b l e s e n f o n c t i o n d e l a t e m p é r a t u r e ( Z i s o n 9$].' 1 9 7 8 ) . O u t r e l e s n o d è l e s r e l a t i f s a u c y c l e d e I ' a z o t e e n n i l i e u a q u a t i q u e ( S t e w a r t e t a l . , 1 9 8 2 ) , i l e x i s t e t o u t e u n e s é r i e d e n o d è l e s d ' a p p o r t s d é v e l o p p é s d a n s l e c a d r e d ' é t u d e s s u r l e s s o u r c e s d i f f u s e s d e p o l l u a n t s d a n s l e s b a s s i n s a g r i c o l e s ( J o h n s o n e t S t r a u b , l 9 7 L ; M c E l r o y e t a l . , 1 9 7 5 ; C o n s t a b l e L 9 7 5 ; C l u i s e t D u r o c h e r , l g 7 6 ; C o u i l l a r d e t C l u i s , 1 9 8 0 ) . C e s n o d è l e s d ' a p p o r t s s o n t h a b i t u e l l e n e n t d é f i n i s à l ' é c h e l l e d ' u n b a s s i n v e r s a n t , i l s

sont largenent enpiriques, conPte tenu de la conplexité des Processus

(5)

insuffisante des phénomènes physiques I l s n e p e u v e n t ê t r e e x t r a p o l é s q u ' a v e c

c h i m i q u e s e t biologiques i m p l i q u é s .

p r u d e n c e . I

Le modèle d,'azote total proposé fait partie d'un ensenble de modèles de q u a l i t é d e I ' e a u ( M o r i n g ! = ! . , 1 9 8 3 a ; 1 9 8 3 b ; 1 9 8 4 a ; 1 9 8 4 b , 1 9 8 5 ; 1 9 8 6 a ; 1 9 8 6 b ) c o u p l é s e u m o d è l e hydrologique CEQUEAU _{( G i r a r d et al. , L972; Morin} e t a l . , L975; 1981). L e n o d è l e d ' a z o t e c o m p o r t e u n e fonction de production

( C o u i l l a r d e t C l u i s , 1 9 8 0 ) a u n i v e a u d u b a s s i n v e r s a n t e t une fonction de t r a n s p o r t e n r i v i è r e . L a f o n c t i o n d e p r o d u c t i o n q u a n t i f i e l e s d i f f é r e n t e s s o u r c e s d , t a z o t e a u n i v e a u d u s o l e t évalue, en utilisant l e s c o m p o s a n t e s

.hydrologiques de l'écoulement fournies par le nodèle CEQUEAU, la charge

e n t r a i n é e e n r i v i è r e . L a f o n c t i o n d e t r a n s p o r t u t i l i s e l e s v o l u n e s d ' e a u é c o u l é s e n rivière, c a l c u l é s p a r l e m o d è l e h y d r o l o g i q u e , p o u r estimer les c h a r g e s d , ' a z o t e t r a n s i t é e s d e l t a m o n t v e r s I ' a v a l e t t e n i r c o m p t e , s t i l y a l i e u , d e s c h a r g e s p o n c t u e l l e s arrivant directement en rivière. L e d é c o u p a g e du bassin versant en carreaux dont la dimension dépend de sa superficie et l t u n i t é t e r r i t o r i a l e d e b a s e d e s d o n n é e s d ' e p p o r t s p e r n e t t e n t l r e s t i n a t i o n d e s c o n c e n t r a t i o n s d ' a z o t e t o t a l e n n t i n p o r t e q u e l p o i n t d t u n b a s s i n v e r s a n t .

IMEGRATION AU I'ODELE trYDROI/EIQI,E CEQITEAU

L e n o d è l e h y d r o l o g i q u e C E Q T I E A U d é v e l o p p é à I ' I N R S - E a u ( G i r a r d e t a l . 1 9 7 2 ; l t o r i n e t a l . f 9 8 1 ) e s t u n n o d è l e c o n c e p t u e l q u i p r e n d en compte les c a r a c t é r i s t i q u e s p h y s i o g r a p h i q u e s du bassin versant. I l e s t d é c o u p é e n éléments appelés cerreau.:x entiers sur lesquels la production hydrologique e s t c a l c u l é e . U n d e u x i è m e d é c o u p a g e , e n f o n c t i o n d e l a l i g n e d e p a r t a g e des

(6)

eaux, donnant des éléments appelés carreaux partiels est requis pour r e p r o d u i r e I e c h e m i n e m e n t d e I ' e a u e n r i v i è r e . L e n o d è l e p e r m e t i ; d ' e s t i m e r les conposantes du cycle hydrologique, précipitations liquides et solides,

évaporation, infiltration, écoulenent superficiel, hypodermique et de base

ainsi que le volume dteau transitant en rivière à chaque pas de tenps et sur c h a g u e é l é n e n t d u b a s s i n v e r s a n t .

Pour estimer les concentrations à ntimporte quel point du bassin versant et a i n s i p o u v o i r sinuler l r e f f e t d e s c h a n g e m e n t s d ' u t i l i s a t i o n d u t e r r i t o i r e , les sous-modèles de qualité de I'eau couplés au nodèle hydrologique CEQUEAU

utilisent dans plusieurs équations les conposantes du cycle hydrologique

c a l c u l é s p a r l e n o d è l e C E Q U E A U ( M o r i n e t a l . , 1 9 8 6 a ; 1 9 8 6 b ) .

I.E ËODÈT.E D, ,./;CIIE ÎÛTAL

L e n o d è l e p r o p o s é c o n s i d è r e L ' a z o t e t o t a l e n r i v i è r e , à s a v o i r I ' a z o t e s o u s f o r m e d e n i t r i t e s , d e n i t r a t e s , d ' a z o t e a ' n r n o n i a c a l o u d ' e z o t e o r g a n i q u e . C e

nodè1e comporte un sous-oodèle de production dans lequel les charges

provenant des différentes sources sont estinées et un sous-modèle de

t r a n s p o r t e n r i v i è r e . Production Par production, d'azote sur le d i f f u s e s e t l e s I ' u t i l i s a t i o n d u

on entend 1'estimation des charges provenant des sources

b a s s i n v e r s e n t . I 1 i n p o r t e d e d i s t i n g u e r l e s c h a r g e s c h a r g e s p o n c t u e l l e s . L e s c h a r g e s d i f f u s e s s o n t l i é e s à t e r r i t o i r e e t s o n t r é p a r t i e s s p a t i a l e n e n t . E l l e p e u v e n t

(7)

c h e n i n e r u n c e r t a i n t e m p s s u r e t d a n s l e s o l a v a n t d t a r r i v e r a u c o u r s d ' e a u ,

I

conme par exenple Lt azote provenant des engrais chimiques épandrls sur le s o l . L e s c h a r g e s p o n c t u e l l e s s o n t c e l l e s q u i arrivent d i r e c t e m e n t à l a r i v i è r e , c o n m e p a r e x e n p l e c e l l e s a s s o c i é e s à I t e x u t o i r e ' d t u n r é s e a u d ' é g o u t s o u à l r e f f l u e n t d ' u n e i n d u s t r i e ( C o u i l l a r d e t C l u i s , 1 9 8 0 ; 1 9 8 0 a ) . C h a r g e s d i f f u s e s L e b i l a n j o u r n a l i e r d e s c h a r g e s d ' a z o t e a c c u n u l é e s à l a s u r f a c e d u s o l e s t f a i t s u r c h a q u e c a r r e a u e n t i e r :

[t]

cN"ot = lcNlor * T"""4 * DporPpor(l

- tnor,) * DoopPr,op

+ D _{en8 eng'}P l * e -KD

où CN".I : charge d'azote accunulée à la surface du so1 avant dégradation et e n t r a i n e m e n t p a r l e r u i s s e l l e m e n t ( k g ) C N l o f : c h a r g e d ' a z o t e à l a s u r f a c e d u s o l à l a f i n d u j o u r p r é c é d e n t

( k e )

T _ ^ _ : t a u x n o y e n j o u r n a l i e r d e d é p ô t s a t n o s p h é r i q u e s s e c s d ' a z o t e s e c ( k g N/km?) A : s u r f a c e d u c a r r e a u e n t i e r ( k n t ) D - - - : c o e f f i c i e n t r n e n s u e l d e p r o d u c t i o n d t a z o t e p a r l e s Porcs Por P _ ^ _ : p r o d u c t i o n n o y e n n e j o u r n a l i è r e d ' a z o t e p a r l e s p o r c s s u r l e P o r c e r r e a u e n t i e r ( k g )

(8)

P noP F Pon D n o P D e n g P e n g

b

: fraction ponctuelle de la production porcine d'ezote

: c o e f f i c i e n t _{n e n s u e l d e p r o d u c t i o n d ' a z o t e O t t i " = a n i n a u x} d i f f é r e n t s d e s p o r c s

: production noyenne journalière d'azote par les animaux différents des porcs sur .le cerreau entier (kg)

I

: c o e f f i c i e n t n e n s u e l d f a p p l i c a t i o n d ' a z o t e p a r l e s e n g r a i s chimiques

: q u a n t i t é n o y e n n e j o u r n a l i è r e d t a z o t e é p a n d u a u s o l p a r l e s e n g r a i s c h i n i q u e s s u r l e c a r r e a u e n t i e r ( k g )

: coefficient de dégradation du stock d'azote accumulé à la surface d u s o l ( L / j o u r )

L e t a u x m o y e n j o u r n a l i e r d e d é p ô t s a t n o s p h é r i q u e s s e c s d ' a z o t e ( T " " " ) e s t une donnée drentrée du nodèle d'azote total. Ét"tt doruré la faible fréquence de ces Eesures, cette valeur sera habituellenent estimée à partir d r é c h a n t i l l o n n a g e s r é g i o n a u x . L e s t e r n e s d e p r o d u c t i o n t n o ,

" a P r r o s o n t des données d'entrée évaluées en fonction de la population animale sur le b a s s i n v e r s a n t ; t e l l e s g u e fournies par les recensements agricoles, e t p a r l a p r o d u c t i o n u n i t a i r e e n e z o t e t o t a l d e s a n i n a u x ( v o i r t a b l e a u 3 ) . L e t e r n e P ^ - ^ e s t e s t i n é à I ' a i d e d e s q u a n t i t é s d ' e n g r a i s c h i n i q u e é p a n d u e s s u r

eng

l e b a s s i n v e r s a n t t e l l e s q u e fournies par les recensenents agricoles ( v o i r t a b l e a u 3 ) . L e s c o e f f i c i e n t s n e n s u e l s d e p r o d u c t t o r O O o r , D o o p e t D . r * s o n t des coefficients qui pernettent de tenir compte des pratiques agricoles sur le bassin versant. Ainsi, on peut tenir conpte du fait que sur un bassin v e r s e n t , l ' é p a n d a g e d ' e n g r a i s c h i m i q u e e t d e f u n i e r n e s e f a l t p a s d u r a n t t o u t e I ' a n n é e m a i s à d e s p é r i o d e s b i e n d é t e r m i n é e s . _{. P a r e x e n p l e ,} s i I t e n g r a i s c h i m i q u e e s t é p a n d u s e u l e m e n t d u r a n t l e s n o i s d ' a v r i l e t m a i , l e s

(9)

c o e f f i c i e n t s m e n s u " t " O " r , , s e r o n t n i s à z é r o p o u r l e s d i x a u t r e s n o i s e t l e s

coefficients pour les mois d'avril et de nai seront estinês lpott que

l'épandage durant ces deux nois soit égal à la quantité totale aruruelle. C o m m e l e s q u a n t i t é s s o n t e x p r i m é e s e n v a l e u r s j o u r n a l i è r e s , l e s c o e f f i c i e n t s p o u r c e s d e u x m o i s s e r o n t d e I ' o r d r e d e s i x ( 6 ) . D a n s l e c a s d e s p o r c s , l e s f u m i e r s é t a n t s e m i - l i q u i d e s , 1 ' u t i l i s a t e u r p e u t a u s s i d é f i n i r l a f r a c t i o n p o n c t u e l l e d e l a p r o d u c t i o n p o r c i n e d ' a z o t e , c r e s t - à - d i r e c e l l e q u i arrive d i r e c t e n e n t e n r i v i è r e . C e t t e f r a c t i o n e s t é t a b l i e p a r u n p a r a n è t r e ( F p o r r ) .

Le stock d'azote à la surface du sol subit une dégradation journalière qui d é p e n d d u p a r a m è t r e d e d é g r a d a t i o n ( K O ) . C e p a r a m è t r e e s t c o r r i g é e n f o n c t i o n d e l a t e m p é r a t u r e d e I ' a i r à 1 ' a i d e d e 1 ' é q u a t i o n s u i v a n t e :

lzl

o ù K 2 e : 0 : T : K D = K z o g ( T - 2 0 ) c o e f f i c i e n t d e d é g r a d a t i o n à 2 0 o C ( l / j o u r ) constante empirique t e m p é r a t u r e o o y e n n e d e I ' a i r ( o C )

La valeur de la constante O est légèrenent supérieure à T t r o m a n n e t a l . ( 1 9 7 1 ) ont estimé cette constante O entre l e c a s d u c o e f f i c i e n t d r o x y d a t i o n d e l ' a z o t e a u o o n i a c a l , 1 . 0 6 d a n s l e c a s d u c o e f f i c i e n t d ' o x y d a t i o n d e s n i t r a t e s . ( 1 9 7 1 ) ont pour leur part obtenu une valeur de 1.19 pour

I r u n i t é . A i n s i , 1 . 0 2 e t 1 . 1 0 d a n s e t I ' o n t e s t i m é à

J a u o r s k i e t a l . I e c o e f f i c i e n t d e

(10)

n i t r i f i c a t i o n _{e t L . L 2 p o u r l e c o e f f i c i e n t} _{d r a s s i n i l a t i o n} _{d e s n i t r a t e s} _{p a r}

I

l e s a l g u e s . I

C h a r g e s p o n c t u e l l e s

Les charges ponctuelles arrivent directenent en rivière _{et sont ajoutées à} la charge transitée sur chaque carreau partiel. _{Pour lt azote, les charges} p o n c t u e l l e s _{c o n s i d é r é e s sont celles} _{p r o v e n a n t des rejets} _{n u n i c i p a u x ,} _{d e s} r e j e t s i n d u s t r i e l s _{e t d e la production porcine ponctuelle drazote:}

[g] t*oor, = cNru,, * cNiod * PporFporrR"p

o ù C N - ^ - : c h a r g e p o n c t u e l l e j o u r n a l i è r e _{d ' e z o t e t o t a l} _{s u r u n c a r r e a u} P o n

partiel donné (kg)

CNr,rr, : charge moyenne journalière _{dt azote provenant des rejets} nunici-parD( sur le carreau partiel (kg)

c N i r r d : c h a r g e E o y e n n e j o u r n a l i è r e _{d , t e z o t e p r o v e n a n t d e s r e j e t s} i n d u s t r i e l s s u r l e carreau partiel ( k g )

P _{p o r} : p r o d u c t i o n n o y e n n e j o u r n a l i è r e _{d t a z o t e p a r l e s p o r c s s u r l e} c e r r e a u p a r t i e l ( k g )

F_^_ : fraction ponctuelle _{de la production porcine drazote} pon

R - - _{c p} : r a p p o r t d e l a s u r f a c e d u c a r r e a u p a r t i e l s u r l a s u r f a c e de son c a r r e a u entier d'origine

(11)

Entrainerrent de la charge diffuse vers la rivière

a .

:

La charge associée aux différentes formes dfécoulenent sur chaque carreau entier se définit conme suit:

lal

cNlo" = vRNR

* vrflH * vsNs * vr,Npp,

o ù C N l o " : c b a r g e j o u r n a l i è r e d e s d i f f é r e n t e s f o r m e s d ' é c o u l e m e n t s u r l e c a r r e a u e n t i e r ( k g ) V n : v o l u m e j o u r n a l i e r d t e a u d e r u i s s e l l e m e n t s u r l e c a r r e a u e n t i e r ( n i l l i e r s d e n 3 ) V t t : v o l u m e j o u r n a l i e r d e 1 ' é c o u l e n e n t h 5 p o d e r m i q u e s u r l e c a r r e a u e n t i e r ( n i l l i e r s d e n 3 ) V S : v o l u m e j o u r n a l i e r d e l ' é c o u l e m e n t s o u t e r r a i n s u r l e c a r r e a u e n t i e r ( n i 1 l i e r s d e n 3 )

Vt, : volume journalier dteau de débordement des lacs et marais sur le c a r r e a u e n t i e r ( n i l l i e r s d e n 3 )

Nn : concentration et ezote des eaux de ruissellenent (ng/L) Ntt : concentration en azote de 1'écoulement hypodernique (ng/L) NS : concentration en ezote de l'écoulenent souterrain (ng/t)

N _ _ ^ : c o n c e n t r a t i o n n o y e n n e n e n s u e l l e e n a z o t e d e s p r é c i p i t a t i o n s p p t

( n e / L )

Dans la dernière équation, les volunes d'écoulenent sont estinés par le

nodèle hydrologique CEQUEAU. La concentration des eaux de débordenent des

l a c s e t m a r a i s a ê t ê s u p p o s é e é g a l e à c e l l e d e s p r é c i p i t a t i o n s . L a

(12)

o o y e n n e d e c e l l e d e l t é c o u l e n e n t s o u t e r r a i n e t d e c e l l e d u r u i s s e l l e n e n t

s u p e r f i c i e l .

i

La concentration en azote des eau:( de ruissellenent est supposée être au n o i n s é g a l e à l a c o n c e n t r a t i o n d e s e a u x d e p r é c i p i t a t i o n . S r i l e x i s t e , d e p l u s , u n e c h a r g e d t e z o t e a u s o l e n t r a i n a b l e p a r r u i s s e l l e n e n t , l a

concentration du ruissellement est augmentée du raPPort de 1a charge

e n t r a i n é e s u r l e v o l u m e d e r u i s s e l l e n e n t :

[s]

Nn = Npp. * cN.r,t/vn

o ù N * : N p p t C N e n E

concentration en ezote des eaux de ruissellement (ng/t)

c o n c e n t r a t i o n E o y e n n e n e n s u e l l e e n e z o t e d e s p r é c i p i t a t i o n s

(melt)

c h a r g e d ' a z o t e à l a s u r f a c e d u s o l e n t r a i n é e p a r r u i s s e l l e n e n t v e r s l a r i v i è r e ( k g ) v o l u m e j o u r n a l i e r d ' e a u d e r u i s s e l l e n e n t s u r l e c a r r e a u p a r t i e l c o n s i d é r é ( m i l l i e r s d e n 3 )

d'azote entrainée par ruissellement est évaluée à chaque carreau fonction de la charge accunulée et de la lame de ruissellement:

cN"rrt = (t - e-R/P63) cN"ol c h a r g e d t a z o t e à l a s u r f a c e d u s o l e n t r a i n é e p a r r u i s s e l l e m e n t v e r s l a r i v i è r e ( k g )

vn

La charge e n t i e r e n

l o l

o ù C N e n E

(13)

CN s o r R P63

: charge dt azote accumulée à la surface du : l a m e d e r u i s s e l l e n e n t j o u r n a l i è r e ( n n ) : lame de ruissellenent entrainant 63% de

s o l ( k g ) t -I la charge accumulée (mn) D a n s l r é q u a t i o n 6 , l a l a m e d e r u i s s e l l e m e n t e n t r a i n a n t 6 3 7 d e l a c h a r g e a c c u r n u l é e ( P 6 3 ) e s t u n p a r a n è t r e d u n o d è l e d r a z o t e t o t a l . S o n e f f e t e s t i l l u s t r é à l a f i g u r e 1 . C e p a r a m è t r e q u i e s t e s t i n é p a r e s s a i s e t e r r e u r s , p e r m e t de contrôler l e p r o c e s s u s d t e n t r a i n e m e n t v e r s l a r i v i è r e , d e s c h a r g e s d ' a z o t e a c c u m u l é e s e u n i v e a u d u s o l . P a r e x e m p l e , P 6 3 = 1 0 n n i n p l i q u e qu'une précipitation de 10 nn entraine en rivière 63?/ de la charge accunulée a u n i v e a u d u s o l .

B i l a n e t t r a n s p o r t e n r i v i è r e

La production décrite précédeonent est distribuée sur chaque carreau partiel proportionnellement à sa superficie et représente la charge disponible pour l e t r a n s p o r t e t l a d é g r a d a t i o n è n r i v i è r e . L e b i l a n j o u r n a l i e x d ' a z o t e t o t a l a u n i v e a u d u c a r r e a u p a r t i e l s t e x p r i m e s e l o n I ' é q u a t i o n :

l z l

c N . + c N + c N . R + C N - I L

l.n1E am roc cp pon - u

vait

o ù N concentration en ezote total à ltexutoire du carreau partiel à

l a f i n d u j o u r s i n u l é ( n e / L )

c h a r g e i n i t i a l e e î a z o t e t o t a l s u r l e t r o n ç o n d e r i v i è r e a u début du jour sinulé (kg)

charge journalière provenant des cerreau.:x inrnédiatenent en amont

c N .

.

(14)

( k g ) , C N l o " : c h a r g e j o u r n a l i è r e l o c a l e a s s o c i é e a u x d i f f é r e n t É s f o r m e s d ' é c o u l e m e n t s u r l e c a r r e a u e n t i e r ( k g ) R - _ : r a p p o r t d e l a s u r f a c e d u c a r r e a u p a r t i e l s u r l a s u r f a c e d e s o n c p c a r r e a u e n t i e r f ' o r i 8 i n e

C N _ ^ _ : c h a r g e j o u r n a l i è r e p o n c t u e l l e sur le carreau partiel ( k g ) pon

V a i l : v o l " m e d e d i l u t i o n ( m i l l i e r s d e n 3 )

KD : coefficient de dégradation de lt ezote total corrigé en fonction d e l a t e m p é r a t u r e d e I ' e a u à I ' a i d e d e l t é q u a t i o n ( 2 ) .

L e v o l u n e d e d i l u t i o n ( V a i f ) s u r c h a q u e c a r r e a u p a r t i e l e s t f o u r n i p a r l e n o d è l e h y d r o l o g i q u e :

[a]

vdil = ulo * v* * vto"

o ù :

V : - : v o L u m e d ' e a u c o n t e n u d a n s l e t r o n ç o n d e r i v i è r e à l a f i n d u j o u r c P

p r é c é d e n t , fonction du débit (milliers d e n 2 ) .

V - - : v o l u m e d t e a u p r o v e n e n t d e s c a r r e a u x p a r t i e l s i m n é d i a t e n e n t e n a m o n t a m

p e n d a n t le jour considéré (milliers d e n 3 ) .

V l o " : v o l u m e d t e a u p r o d u i t l o c a l e m e n t s u r l e c a r r e a u p a r t i e l p a r l e s d i f f é r e n t e s f o r n e s d ' é c o u l e m e n t p e n d a n t l e j o u r c o n s i d é r é ( n i l l i e r s d e M 3 ) .

(15)

APPLTCAÎION

: l"

L f a p p l i c a t i o n d u n o d è l e d ' a z o t e t o t a l n é c e s s i t e e n p r e n i e r l i e u l a c a l i -bration du modèle hydrologique CEQLIEAU de façon à reproduire le nieux possi-b l e l e s d é possi-b i t s o possi-b s e r v é s . P a r l a s u i t e , o n d o l t e s t i m e r l e s s o u r c e s d i f f u s e s e t p o n c t u e l l e s d t a z o t e e t f i n a l e m e n t a j u s t e r l e s s i x p a r a m è t r e s ( O ' _{b '} _{h '} P 6 3 , N S , F p O H ) r e l a t i f s à l ' a z o t e t o t a l c i t é s p r é c é d e m n e n t . L r e s t i n a t i o n d e s p a r a m è t r e s e s t f a i t e p a r essais et erreurs, c r e s t - à - d i r e q u ' a p r è s une p r e m i è r e sinulation, l e s v a l e u r s d e s p a r a m è t r e s s o n t n o d i f i é e s _{P o u r 1 a} s i m u l a t i o n s u i v a n t e e t l e s r é s u l t a t s s o n t c o m p a r é s . C e p r o c e s s u s s e r é p è t e j u s q u ' à I'obtention d e r é s u l t a t s s a t i s f a i s a n t s . N o r m a l e m e n t , s i l e s d o n n é e s s o n t d i s p o n i b l e s , o n u t i l i s e d e u x o u t r o i s a n s d r o b s e r v a t i o n _{P o u r l a} calibration du nodèle et deux autres années Pour sa vérification.

L ' a p p l i c a t i o n a é t é f a i t e s u r l e b a s s i n v e r s a n t d e l a r i v i è r e S a i n t e - A n n e dont I'embouchure est située à La Pérade entre Trois-Rivières et Québec. Le bassin a une superficie de 2 690 ksz et supporte une population d'environ

1 7 O O O h a b i t a n t s . L ' a g r i c u l t u r e e t I ' i n d u s t r i e f o r e s t i è r e y sont les principales activités et les villes de Saint-Raynond et La Pérade regrouPent 1 e n a j o r i t é d e s q u e l q u e s i n d u s t r i e s s e c o n d a i r e s d u b a s s i n . L e s concentrations en azote total utilisées sont celles mesurées à La Pérade en L g 7 8 , ] - g T g e t 1 9 8 0 p a r l e n i n i s t è r e d e I t E n v i r o n n e m e n t d u Québec. L e s d o n n é e s d e 1 9 7 8 e t L 9 7 9 o n t s e r v i e s p o u r l a c a l i b r a t i o n d u n o d è l e , a l o r s q u e

les données de 1980 ont êtê utilisées pour la vérification de la

(16)

Les charges ponctuelles relatives aux populations et au.:K industries sont

donaées eux tableaur I et 2. Le prenier tableau dorure f"i charges

ponctuelles produites per le population hunaine desservie Par un égout

( C N r r r o , é q u a t i o n 3 ) a l o r s q u e l e s e c o n d t a b l e a u f o u r n i t l e s c h a r g e s a s s o c i é e s a u x r e j e t s i n d u s t r i e l s ( C N . r r . , é q u a t i o n 3 ) . L e s c h a r g e s d i f f u s e s provenant des aninaux (tPo,

"a PooO équation 1) sont présentées au tableau 3 . L e t a b l e a u 4 p r é c i s e l a c h a r g e d i f f u s e ( t " o , équation 1) provenant de l ' é p a n d a g e d ' e n g r a i s c h i m i q u e s u r l e b a s s i n v e r s a n t .

L r e s t i n a t i o n d e l a c o n c e n t r e t i o n e n a z o t e d e s p r é c i p i t a t i o n s a é t é f a i t e e n

utilisant les Eesures effectuées par le ministère de 1'Environnement du

Québec à la station de la Forêt Hontnorency Pour les années 1981 à 1983 ( t a b l e a u 5 ) .

Les concentrations en ezote total calculées (noyenne de trois jours) et les concentrations instantanées mesurées à La Pérade pour les années 1978 à 1980 sont montrées aux figures 2 à 4. Le nodèle reproduit I'allure générale des

concentletions observées. Dans sa forme actuelle et evec les données

d t e n t r é e u t i l i s é e s , l e n o d è l e s e m b l e s u r e s t i n e r l e s c o n c e n t r a t i o n s e n autoone, plus particulièrement en septembre et octobre. De plus' on note d e s v a r i a t i o n s j o u r n a l i è r e s i n p o r t a n t e s , e n j u i l l e t 1 9 7 9 e t e n m a r s 1 9 8 0 n o n reproduites par le nodèle. Ces écarts semblent attribuables au fait que les

charges provenant des sources diffuses et ponctuelles dtazote sont des

valeurs Eoyennes et que leur variabilité temporelle n'a pas été introduite. D e p l u s , l a f a i b l e f r é q u e n c e d e s n e s u r e s e n r i v i è r e l i n i t e l e s p o s s i b i l i t é s d e c a l i b r a t i o n à 1 ' é c h e 1 l e j o u r n a l i è r e .

(17)

CONCLUSION

I

:

L e n o d è l e d ' e z o t e p r o p o s é p e r n e t d e r e c o n s t i t u e r I ' a l l u r e g é n é r a l e d e s concentrations observées à La Pérade sur la rivière Sainte-Anne. fl estime la production en azote sur le bassin versant et sinule le transport en r i v i è r e , c ê q u i p e r n e t d e c a l c u l e r l e s c o n c e n t r a t i o n s à n t i n p o r t e q u e l p o i n t . L a q u a l i t é d e s r é s u l t a t s d é p e n d t o u t e f o i s d e I ' i d e n t i f i c a t i o n e t d e l a q u a n t i f i c a t i o n d e s s o u r c e s d a n s l e t e m p s e t l r e s P a c e . C o m p t e t e n u d e l a

nature des sources d'azote, _{du Peu de données disponibles} et de la

c o m p l e x i t é d e s p h é n o n è n e s i n p l i q u é s , c e r t a i n e s h y p o t h è s e s s i m p l i f i c a t r i c e s o n t é t é n é c e s s a i r e s à l ' é v a l u a t i o n d e s c h a r g e s a u n i v e a u d u b a s s i n v e r s a n t e t à ! a n o d é l i s a t i o n d e s p r o c e s s u s . L e m o d è l e p r o p o s é Peut être transposé à d ' a u t r e s b a s s i n s v e r s a n t s , n a i s d o i t ê t r e r e c a l i b r é s u r c h a c u n . P o u r ê t r e e f f e c t i v e m e n t , v a l i d é , l e n o d è l e d e v r a ê t r e a p p l i q u é s u r p l u s i e u r s b a s s i n s v e r s a n t s p r é s e n t a n t d e s c o n d i t i o n s d ' u t i l i s a t i o n d u t e r r i t o i r e d i f f é r e n t e s . NEHERCIEUENTS C e t t e r e c h e r c h e a ê t ê r é a l i s é e e v e c I ' a i d e f i n a n c i è r e d u C o n s e i l d e r e c h e r c h e s e n s c i e n c e s n a t u r e l l e s e t e n g é n i e d u C a n a d a ( s u b v e n t i o n 9 1 6 4 ) e t du Fonds pour la Formation de chercheurs et Actions Concertée (subvention

2L04) .

DIBLI(ERAPtrIE

C L U I S , D . e t D L R O C I I E R , H . ( 1 9 7 6 ) . É t , r a " i n t é g r é e d e l a q u a l i t é d e s e a u x d e s b a s s i n s v e r s a n t s d e s r i v i è r e s S a i n t - F r a n ç o i s e t Y a m a s k a . V o l u n e 3 :

(18)

Secteur du nodèle d'apports. INRS-Eau, rapport scientifique no 53.

t ,

1 0 5 p . _:

C L U I S , D . , C O U I L L A R D , D . a n d P 0 T V I N , L . ( f 9 7 9 ) . A s q u a r e g r i d t r a n s P o r t Dodel relating land use exports to nutrient loads in rivers. lJater R e s o u r c e s R e s e a r c h , 1 5 : 6 3 0 - 6 3 6 .

C O N S T A B L E , T . W . ( 1 9 7 5 ) . A d i s t r i b u t e d q u a n t i t y - q u a l i t y r u n o f f n o d e l f o r a s s e s s i n g p o t e n t i a l i m p a c t s o f a l t e r n a t i v e l a n d u s e c o n f i g u r a t i o n s . Technicâl report no 75-1. tJater resources group, Departnent of civil e n g i n e e r i n g , U n i v e r s i t y o f W a t e r l o o , W a t e r l o o , O n t a r i o . 2 0 7 p . C O U I L L A R D , D . ( 7 9 7 4 ) . C o m p i l a t i o n d e c e r t a i n s r e j e t s i n d u s t r i e l s : b i l a n d e s p o l l u a n t s . R a p p o r t s c i e n t i f i q u e N o 4 7 , 2 4 5 Pp. I N R S - E a u , U n i v e r s i t é d u Québec, Québec. C O U I L L A R D , D . a n d C L U I S , D . ( 1 9 8 0 ) . G e n e r a t i o n o f p o l l u t i n g l o a d s w i t h i n r i v e r b a s i n s . l J a t e r R e s e a r c h , L 4 : 1 6 2 1 - 1 6 3 0 . C O U I L L A R D , D . a n d C L U I S , D . ( 1 9 8 0 a ) . E s t i n a t i o n o f t h e d o w n s t r e a n r i v e r

water quality with pollution land-use data bank. l{ater Supply and

llanagement, 4z 263'268.

GIRARD, G., CHARBONNEAU, R. er lt0RIN, G. (1972). llodèle

hydrophysiogra-phique. Symposiun international sur les techniques de modèles

nathénatiques appliqués aux systèmes de ressources en eau, Proceedings 1 : 1 9 0 - 2 0 5 , O t t a w a , 9 - L 2 m a i .

(19)

INRS-EAU: GROUPE SYSTEIIE URBAIN. (f973). Systèmes urbains de distribution d t e a u . É t r r d " d u s y s t è m e e t d e l a d e m a n d e . R a p p o r t s c i e n t i f i i o e n o t Z , 49 pp. INRS-Eau, Université du Québec, Québec.

J A U I O R S K I , N . A . , L E A R , D . W . a n d V I L L A , O . ( 1 9 7 f ) . N u t r i e n t n a n a g e m e n t i n

the Potomac estuary. Technical report 45. Chesapeake technical

s u p p o r t l a b o r a t o r y , M i d d l e A t l a n t i c r e g i o n , W a t e r q u a l i t y o f f i c e , Environmental protection agency. 64 p,

J O H N S O N , J . D . a n d S T R A U B , C . P . ( 1 9 7 1 ) . D e v e l o p m e n t o f a n a t h e m a t i c a l m o d e l

to predict the role of surface runoff and groundwater flow in

o v e r f e r t i l i z a t i o n o f s u r f a c e w a t e r s . B u l l e t i n n o 3 5 . t f a t e r r e s o u r c e s r e s e a r c h c e n t e r , U n i v e r s i t y o f M i n n e s o t a , l l i n n e a p o l i s , M i r m e s o t a . L 7 6 p . M c E L R O Y , A . D . , C H I U , F . Y . a n d A L E T I , A . ( 1 9 7 5 ) . A n a l y s i s o f n o n p o i n t -s o u r c e p o l l u t a n t -s i n t h e M i s s o u r i b a s i n r e g i o n . E P A - 6 0 0 / 5 - 7 5 - 0 0 4 . O f f i c e o f r e s e a r c h a n d d e v e l o p n e n t , U . S . E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y , l d a s h i n g t o n , D . C . 1 6 3 p .

MINIS]SRE DES APPR0VISIONNEMENTS ET SERVICES (1978). Inventaire national

d e s é q u i p e n e n t s e n e e u d e s n u n i c i p a l i t é s d u C a n a d a L 9 7 7 . P u b l i c a t i o n c a t é g o r i e n o E M 4 4 - 1 0 / 1 9 7 7 , 3 3 9 p . , M i n i s t è r e d e s A p p r o v i s i o n n e n e n t s e t Services, Gouvernetrent du Canada.

I{INISTÈRE DES APPROVISIONNEMENTS ET SERVICES (1981). Inventaire narional

(20)

c a t é g o r i e n o E N 4 4 - 1 0 / 8 1 , 3 8 9 p . , M i n i s t è r e d e s A p p r o v i s i o n n e m e n t s e t

i

s e r v i c e s , G o u v e r n e m e n t d u C a n a d a . ?

MINISTERE DE L'ENVIRONNEMENT DU QUEBEC (1984). Réseau d'échantillonnage des

précipitations _{du Québ,ec: Sonmaire des dorurées de la qualité} des eaux d e p r é c i p i t a t i o n s 1 9 8 1 - 1 9 8 2 - 1 9 8 3 . D i r e c t i o n g é n é r a l e d e s inventaires e t d e l a r e c h e r c h e , S e r v i c e d e l a q u a l i t é d e s e a u x . P u b l i c a t i o n P A - 1 1 , 1 6 3 p . , M i n i s t è r e d e 1 ' E n v i r o n n e n e n t d u Québec.

I ' I O R I N , G . , C H A R B O N N E A U , R . e t G I R A R D , hydrophysiographique CEQLJEAU pour f i c i e l s . I n t e r n a t i o n a l s y m p o s i u m -. _mathematical _{nodels in hydrology}

B r a t i s l a v a , 8 - 1 3 s e p t e m b r e L 9 7 5 .

c . ( 1 9 7 5 ) . U t i l i s a t i o n d u m o d è l e l r e x p l o i t a t i o n d e s r é s e r v o j . r s a r t i -and workshops on the application of a n d u a t e r r e s o u r c e s s y s t e m s . I A S H , V o l . 1 1 5 , p p . 1 7 6 - 1 8 4 .

l l O R I N , G . , F O R T I N , J . P . , L A R D E A U , J . P . , S O C H A N S K A , l { . e t P A Q I I E T T E , S . ( 1 9 8 1 ) . M o d è l e C E Q L I E A U : m a n u e l d r u t i l i s a t i o n . R a p p o r t s c i e n t i f i q u e n o 9 3 . 4 4 9 p . , INRS-Eau, Université du Québec, Québec.

U O R I N G . , C L U I S D . , C O U I L L A R D D . , J O N E S H . G . e t G A U T I I I E R J . M . ( 1 9 8 3 a ) M o d é l i s a t i o n d e l a t e n p é r a t u r e d e I t e a u à 1 ' a i d e d u n o d è l e q u a n t i t é - q u a l i t é C E Q I J E A U . R a p p o r t s c i e n t i f i q u e N o . 1 5 3 ' 1 0 3 p p . I N R S - E a u , U n i v e r s i t é d u Québec, Québec. U O R I N G . , C O U I L L A R D D . , C L U I S D . , J O N E S H . G . e t D U P O N T J . ( 1 9 8 3 b ) l l o d é l i s a t i o n d e s s o l i d e s e n s u s p e n s i o n à I ' a i d e d u n o d è l e

(21)

quantité-qualité CEQUEAU. Rapport scientifique No. fNRS-Eau, Université du Québec, Québec.

154, 124 pp.

M O R I N c . , C T U I S D . , C O U I L L A R D D . , JONES H.G. et GAUTIIIER J.M. ( 1 9 E 4 a )

Dlodélisation de I'oxygène dissous et de la demande biochimique en

oxygène à I'aide du nodèle quantité-qualité CEQUEAU. Rapport

s c i e n t i f i q u e N o . 1 5 5 , 1 6 0 p p . I N R S - E a u , U n i v e r s i t é d u Québec, Québec.

I ' I O R I N G . , C O U I L L A R D D . , C L U I S D . J O N E S H . G . e t G A U I I I I E R J . M . ( 1 9 8 4 b ) M o d é l i s a t i o n d e s s o l i d e s d i s s o u s à l r a i d e d u n o d è l e q u a n t i t é - q u a l i t é CEQLIEAU. Rapport scientifique No. 160, L27 pp. INRS-Eau, Université du Québec, Québec l l O R I N G . , C L U I S D . , C O U I L L A R D D . , J O N E S H . G . e t G A U T H I E R J . M . ( 1 9 8 5 ) l l o d é l i s a t i o n d e ! ' a z o t e t o t a l à l ' a i d e d u n o d è l e q u a n t i t é - q u a l i t é C E Q U E A U . R a p p o r t s c i e n t i f i q u e N o . 1 8 0 , 2 1 3 p p . f N R S - E a u , U n i v e r s i t é du Québec, Québec. l l O R I N , G . , C O U I L L A R D , D . , C L U I S , D . , J O N E S , H . G . a n d G A U T I I I E R , J . M . ( 1 9 8 6 a ) . l { o d é l i s a t i o n d e s s o l i d e s d i s s o u s e n r i v i è r e à I ' a i d e d e s c o n p o s a n t e s d e 1 ' é c o u l e m e n t . C a n a d i a n J o u r n a l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , 1 3 ( 2 ) : L 9 6 - 2 0 2 . l t O R I N , G . , C O U I L L A R D , D . , C L U I S , D . , J O N E S , H . G . a n d G A U T T I I E R , J . 1 1 . ( 1 9 8 6 b ) . P r é v i s i o n d e s t e n p é r a t u r e s d e I ' e a u e n r i v i è r e à I ' a i d e d ' u n n o d è I e e o n c e p t u e l . J o u r n a l d e s s c i e n c e s h y d r o l o g i q u e s 3 2 ( 1 ) : l - 1 1 .

(22)

N A T I O N A L A C A D E M Y 0 F S C I E N C E S . ( 1 9 7 8 ) . N i t r a t e s : a n E e n t . h r a s h i n g t o n , D . C .

environnental

assess-O P D Q ( f 9 7 9 ) . B a n q u e d e d o r u t é e s s t a t i s t i g u e s p a r bassin géographique. Office de planification _{et de développement du Québec. Édit"nr} offi-c i e l d u Québeoffi-c. 252 p.

S A I N , P . , R O B I N S O N , J . 8 . , S T A I ' I M E R S , W . N . , K A U S H I K , N . K . a n d I ù I I T E L E Y , H . R . ( 1 9 7 7 ) . A l a b o r a t o r y s t u d y o f t h e r o l e o f s t r e a m sediment in nitrogen l o s s f r o n w a t e r . J o u r n a l o f E n v i r o n n e n t a l q u a l i t y , 6 : 2 7 4 - 2 7 8 .

scolT's INDUSTRIAI DIRECTORIES. _{(1980). Répertoire indusrriel du Québec.} 1 0 e é d . P . U .

STATISTIQLJE CANADA. (1982a). Recensement du Canada de 1981 Population -Répartition _{géographique - Québec. llinistère} des Approvisionnenents et S e r v i c e s C a n a d a . P u b l i c a t i o n c a t a l o g u e n o 9 3 - 9 0 5 , v o l . 2 , s é r i e p r o v i n c i a l e .

STATISTIQTE CAI.IADA. (1982b). Recensenent du Canada de 1981 - Agriculture -D o n n é e s n u n i c i p a l e s d e l a b a n q u e C A N S I M . I l i n i s t è r e d e s A p p r o v i s i o n n e o e n t s e t S e r v i c e s C a n a d a , S e r v i c e d'aide aux utilisateurs, M o n t r é a l .

S T E W A R T , _{t J . D . P . , PRESTON, T. , PETERS0N, H.c. and CI{RIST0FI, N.} ( 1 9 8 2 ) . Nitrogen cycling in eutrophic freshwaters. Philosophical trensactions o f t h e R o y a l S o c i e t y o f L o n d o n . B i o l o g i c a l S c i e n c e s , 2 9 6 : 4 9 7 - 5 0 9 .

(23)

T I I O M A N N , R . V . , g ' C O N N O R , D . J . a n d D r T O R g , D . M . ( 1 9 7 1 ) . E f f e c t c a t i o n o n t h e d i s s o l v e d o x y g e n o f s t r e a l o s a n d e s t u a r i e s .

matical nodeling of natural systems. Environnental

S c i e n c e s P r o g r a m , M a n h a t t a n C o l l e g e , B r o n x , N e w Y o r k . 3 8 0 o f n i t r i f i -I h! Mathe-Engineering P . V A N K E S S E L , J . F . ( L 9 7 7 ) . F a c t o r s a f f e c t i n g t h e d e n i t r i f i c a t i o n r a t e i n t w o w a t e r - s e d i n e n t s y s t e m s . l { a t e r R e É e a r c h , 1 1 : 2 5 9 - 2 6 7 . Z I S O N , S . W . , I ' I I L L S , W . 8 . , D E I I I E R , D . a n d C I I E N , C . W . ( 1 9 7 8 ) . R a t e s , c o n s t a n t s , a n d k i n e t i c s f o r n u l a t i o n s i n s u r f a c e w a t e r q u a l i t y n o d e l i n g . E P A - 6 0 0 / 3 - 7 8 - 1 0 5 . E n v i r o r u n e n t a l r e s e a r c h l a b o r a t o r y , O f f i c e o f r e s e a r c h a n d d e v e l o p n e n t , U . S . E n v i r o n n e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y , A t h e n s , G e o r g i a . 3 1 7 p .

(24)

TABLEAU 1: Production ponctuelle journalière en ezote total de la population hunaine sur le bassin de le rivière Sainte-Anne répartie _Par c a r r e a u p a r t i e l ( C P ) ( S t a t i s t i q u e C a n a d a , L 9 8 2 a ; O P D Q , i f g Z g ; l l i n i s t è r e d e s A p p r o v i s i o n n e m e n t s e t S e r v i c e s , Lg78, fgdi). REFERENCES LIEU POPTJLATION DESSERVIE PAR UN

Écom

PRODUCTION'I ( k g N/jour) I J 1 2 1 1 4 L a P é r a d e - v i l l a g e Ste-Anne-de-1a-Pérade - paroisse TOTAL 1 039 1 2 1 8 2 257 3 2 1 1 1 1 4 St-Prosper-de-Chanplain - paroisse 454 L 2 1 2 A S t - C a s i n i r - v i l l a g e S t - C a s i m i r - Paroisse S t - C e s i n i r - e s t - village St-Thuribe - paroisse TOTAL L 042 362 2 2 6 1 6 3 0 2 3 L 3 1 2 A St-Alban St-Alban TOTAI v i l l a g e paroi.sse

trt_

673 1 1 1 3 4 st-ubalde sd 28t L 6 1 4 1 3 4 S t e - C h r i s t i n e - paroisse 1 8 L 4 L 4 B St-Léonard-de-Portneuf sd 1 9 1 2 7 1 5 1 4 4 St-Rayoond - ville St-Raynond - Paroisse TOTAL

3 5 s 1

942 4 493 6 3 : t production unitaire e n a z o t e t o t a l u t i l i s é e : 0 . 0 1 4 k g / j o u r / p e r s o n n e ( C l u i s e t D u r o c h e r , 1 9 7 6 )

(25)

TABLEAU 2: Esti'etions des productions Journalières

sainte-Anne réparties p", _{""rr."o-partier} (ôp) (scott's rndustrful Directories' 1980; Couillard, 1974; rMSEau -GrouPe SYstèoe Urbrin, f973) '

REFENENCES _E}IPIPYÉS coNsotî|AÎI0N_D.EAU*

( 1/ jour/eoPloYé) icoNc. DE f 'EFFLI,JENI* I ( a g l l ) PRODUCTION (ke N/jour) LIEU II.IDUSTRIE IJ CP 1 2 l l A Ste-Anae-de-le-Pérede leiteric bonboas boulengerlc oârgerine confectioa vêEeDeDts ooulée produits lÉtel t3 2 4 ZE 45 2 1 0 3 593 I 109 I 001 3 593 I 360 1 6 + 0 + 0 I + . 0 + 0 r 0 T o t e l : 1 7 5 3 + 0 r 0 1 0 + 0 r 0 + 0

t2 12 A St-Cesioir équipeoeat sclcrle tuyaux tÉtoa plrnage bois contre-Plrgué ooulée 20 4 3 6 7 1 3 + 0 r 0 r 0 r 0 r 0 + 0 r 0 + 0 * 0 + 0 T o t a l : + 0 6 13 12 A St-AlbeD beurre bois brut bois eclege équipenents hYdrruliques 7 l 5 6 7 3 5 9 3 5 3 r 0 r 0 r 0 I + 0 + 0 + 0 T o t a l : I 11 13 A st-lJbalde boulangerie confection vêteDeûts bois coûstluctioû bois sciege 1 3 6 0 L 2 15 I O01 I 360 r 0 r 0 + 0 + 0 + Q + 0 + 0 + 0 l o t a l : + 0 l 1 r 0 r 0 S t e - C h ! i s t i l e cbarbon bois 1 6 1 4 1 3 A

1 6 14 14 E St-léonerd-de-PortDeuf PortcE Cbassts déoarreurs généreteurs cberpêntes bois bois construction 2 4 3 t 2 r 0 r 0 r 0 + 0 r 0 r 0 r 0 + 0 T o t a l : r 0

2 7 15 l4 A St-RaYrond cberbon bols cherbon bols frooagerie lrprioerie iuprioerie philge bois papier Jourael bois sclege leiteric t.nt6

3ciurc bols' revoo aræire3 bls reublès ct bois bois tclrge tÉtoa, trrvlcr trritoæat bolr l 0 t 2 4 6 I 30 150 40 5 0 20 3 6 200 5 0 100 L 2 r y 0 r 0 5 3 r 0 r 0 r 0 r 0 r 0 5 3 * 0 35 r 0 r 0 r 0 r 0 r 0 3 5 9 3 6E 6E 11 050 3 5 9 3 500 r 0 + 0 I r 0 r 0 + 0 r 0 + 0 1 0 r 0 r 0 r 0 + 0 r 0 o 0 r 0 T o t a l : 1 1 * valeurs êstioées

(26)

TABLEAU 3: Production en azote totel des populations animales sur le l a r i v i è r e S a i n t e - A n n e v e n t i l é e s u r l e s c a r r e a u x e n t i e r s ( S t a t i s t i q u e C a n a d a , 1 9 8 2 b ) î PRODUCTIoN* (kg N/jour) PORCS AUTRES t 1 2 2 1 1 3 1 2 4 1 1 5 1 2 6 1 3 7 1 1 8 1 2 9 1 3 1 0 1 1 1 1 1 2 \ 2 1 3 1 3 1 4 1 4 1 4 1 5 1 5 1 6 1 3 1 7 1 4 1 8 1 5 1 9 1 3 2 0 1 5 2 1 7 4 2 2 1 5 2 3 7 6 2 4 1 6 2 5 1 5 2 6 1 6 2 t 1 7 2 8 7 4 2 9 À 4 3 5; 7t7 ,:

ttr_

t t :

1 1 5 3 577

,rr_

1 0 8 5 1 4 I 1 1 4 3 2 0 0 3 1 334 1 9 0 1 8 1 148 1 6 9 9 0 L77

'1

2 L 1 8 1 3 5 1 2 0 6 697 5 357 3 348 9 375 5 357 7 366 2 679

, oa:

4 0 1 8 b a s s i n d e

(cE)

287 9 8 6 7 7 3t4 3 8 6 257 286 t79 2 7 4 2 7 4 T 2 3 , : L23 7 2 4 0 24 6 7 3 9 5 3 1 9 t : 2 9 I J CE 1 1 1 1 L 2 L 2 1 3 t 2 1 3 l 4 1 3 L 4 1 5 1 4 1 3 \ 4 1 3 1 5 1 5 l 4 1 6 1 5 1 6 1 6 1 5 L 6 l 7 L 7 1 6 L 7

C r e

5 0 1 6 0 0 6 3 5 0 5 4 366 5 1 8 9 5 1 457

to:

217 L22 t t : 648 3 0 9 1 5 s 9 2 257 L47 202 7 3 t : 1 1 0

2 0

24 2 t

4 8 l 2 6 t 7 9 9 2 6 4 '-1 0 5 2 I 4 2 3 I 1 2 22 I 1 9 1 6 3 6 1 8 25 3 1 2 1 1 2 6 POPUTATION ESTI}'EE

PORCS BOVINS CHEVATTX POULETS

* productions unitaires en azote 0 . 1 8 7 k g / j o u r P a r b o v i n ; 0 ' 1 5 9

( C l u i s e t D u r o c h e r , I 9 7 6 )

t o t a l u t i l i s é e s : 0 . 0 3 1 k g / j o u r P a r P o r c ; k g / j o u r p a r c h e v a l ; O . O O 2 k g / j o u r p a r p o u l e t

(27)

TABLEAU 4: Moyenne journalière d' ezote chiniques épandu sur chaque C a n a d a , 1 9 8 2 b ) . total provenant c a r r e e u p a r t i e l d e s e n g r a i s ( C P ) ( S t a t i s t i q u e I ' i

nÉrÉnsxcEs

QUANTITE ANNEILE

D'ENGRAIs

Épexous

(tonnes) I'IOYENNE JOTJRNALIERE

D'AzoTE

Épamu't

( k g N/jour) CE IJ 1 2 3 4 5 6 7 I 9 1 0 1 1 L 2 1 3 l 4 1 5 1 6 L 7 1 6 1 9 2 0 2 t 22 2 3 24 25 2 6 2 7 2 8 2 9 à 43 t 2 1 1 1 1 1 1 7 2 t 2 1 1 1 2 t 2 t 3 t 3 1 2 1 1 1 3 t 2 t 4 1 3 1 3 1 1 1 4 t 2 L 5 1 3 1 4 1 4 1 3 7 4 t 4 1 5 1 3 1 3 l s 1 4 1 5 1 5 1 4 1 3 1 6 t 5 1 5 t 4 t 6 1 5 1 6 1 6 1 5 1 6 1 6 1 5 1 7 t 6 L 7 t 7 L 6 t 4 L 7 3 0 1 8 7 466 3 8 6 7 6 4 2 9 2 8 7 3 3L2 487

tr_

7 7 2 7 L

t'l

251 5 8 1 8 1 8 5 5 1 8 5 5 1 8 1 8 t24 3 6 t92 1 5 9 3L4 120 3 5 9 L28 2 0 0

o:

7 t 2 9

o:

1 0 3 24 7 7 2 3 7 2 3 7 7 7 1 8

en supposant un contenu moyen de 15% d'ezote total dans les engrais chiniques

(28)

J a n v l e r f é v r l e r m e r s avrl-1 m a l J u l n J u t l l e t août septembre octobre novembre décembre o . 2 4 0 . 3 3 0 . 2 9 0 . 2 7 0 . 2 6 0 . 2 9 0 . 5 2 0 . 4 6 0 . 3 8 0 . 2 8 o . 2 I 0 . 2 4 0 . 2 3 0 . 3 8 0 . 6 5 0 . 3 9 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 1 8 0 . 2 6 0 . 3 6 0 . 2 4 0 . 2 0 0 . 2 1 0 . 3 7 0 . 3 4 0 . 2 6 0 . 1 4 0 . 0 8 0 . 0 8

o . o 2

0 . 0 9 0 . 2 2 0 . 4 6 0 . 2 8 o . 5 2 0 . 3 0 0 . 2 0 0 . 0 8 0 . 0 2 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 0 8 0 . 1 5 0 . 3 1 0 . 2 9 0 . 2 4 0 . 4 2 0 . 2 3 0 . 2 2 0 . 2 8 0 . 1 1 0 . 1 8 0 . 0 5 0 . 2 0 0 . 0 6 0 . 2 9 0 . 3 3 0 . 7 0 0 . 7 2 0 , 7 4 0 . 5 2 0 . 4 1 0 . 4 5 o . 4 6 0 . 6 0 o . 4 4 0 . 7 2 0 . 3 4 0 . 9 1 0 . 3 3 0 . 5 3 0 . 3 4 0 . 3 2 0 . 3 6 0 . 3 5 0 . 1 0 0 . 4 0 0 . 2 4 0 . 4 8 0 . 5 3 0 . 6 4 0 . 7 5 0 . 6 4 0 . 5 2 0 . 4 7 0 . 9 4 0 . 7 0 0 . 5 3 0 . 5 3 0 . 4 8 0 . 5 5 0 . 2 6 0 . 5 0 o , 2 2 0 . 3 6 I N @ I N 0 * x NHq TOTAL 8 1 8 2 8 3 8 1 8 2 8 3 8 1 8 2 83 moyenne it NOr+NOz

(29)

- o l |rl rg, J D = D C' a, L, I E, L' lr, 'ld

z

È, F

z

,rt ttt (, E (, . t _{- . /} _. f . / /

r r / t /

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""./t

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oi,i^*".4{ -/

lP/o/",f

i/2

I t I f O z t r e e L A M E D E R U I S S E L L E M E N T ( M M ) F i g u r e l : E f f e t d u p a r a n è t r e ( P 6 3 ) d ' e n t r a i n e n e n t d e l a c h a r g e a c c u n u l é e .

(30)

t . t 3

r . 2 0

t . 0 5

o . 9 0

o . 7 5

o . 6 0

o . 4 3

o.30

o . r 3

o . o

A 2 0 1 8 1 0 1 Â [ OBSERVÉ o ÂzolE 101AL CÂLGULÉ

?

_o.

3

J É

P

tr,

F

o

N I u) o I \ I \ t F -a s J F - J J

i''l/

o

O '

a

t 9 7 8

a z o t e total calculées (moyenne de trols Jours) et mesur6es à La p6rade en 19g0.