Dynamique des apports en nutrients azotés et phosphorés à la rivière Aveyron

(1)

To cite this version : Chauvet, Eric and Prat, Marc and Tourenq,

Jean-Noël

Dynamique des apports en nutrients azotés et phosphorés à la

rivière Aveyron

. (1983) Annales de Limnologie - International Journal

of Limnology, vol. 19 (n° 1). pp. 51-58. ISSN 0003-4088

To link to this article : doi:

10.1051/limn/1983006

URL :

http://dx.doi.org/10.1051/limn/1983006

O

pen

A

rchive

T

OULOUSE

A

rchive

O

uverte (

OATAO

)

OATAO is an open access repository that collects the work of Toulouse researchers and

makes it freely available over the web where possible.

This is an author-deposited version published in :

http://oatao.univ-toulouse.fr/

Eprints ID : 9634

Any correspondance concerning this service should be sent to the repository

administrator:

staff-oatao@listes-diff.inp-toulouse.fr

(2)

Dynamique des apports en nutrients azotés et phosphores à

la rivière Aveyron

E. Chauvet' M . Prat2 J.N. T o u r e n q3

A partir de données physico-chimiques acquises sur le cours supérieur de l'Aveyron (octobre 79 à septembre 80), la nature des apports en nutrients azotés et phosphores, leur localisation et le rôle auto-épurateur de certains tronçons sont mis en évidence.

Dynamics of contributions of nitrogen and phosphorus to the river Aveyron.

From the start of the acquisition of physical-chemical data from the upper reaches of the Aveyron (October 1979 - Septem-ber 1980), the nature of contributions of nitrogen and phosphorus nutrients, their location and the self-purifying role of certain sections are described.

L e cours supérieu r de l'Aveyron (amont de R o d e z ) présente des signes manifestes d'eutrophisation. Si, m ê m e dans les zone s lotiques, le phytoplancto n est peu c o n c e r n é par ce p h é n o m è n e , le périphyto n (essentiellement des D i a t o m é e s benthiques ) et les macrophytes aquatiques traduisent, par leur impor-tant d é v e l o p p e m e n t , une é v o l u t i o n en liaison avec l'apport de nutrients (Chauvet 1981).

N o u s nous s o m m e s e f f o r c é s dans c e travail de localiser et définir la nature des apports en nutrients le long du Haut-Aveyron et de ses affluents au cours d'un c y c l e annuel.

1. — Rivière étudiée

L ' A v e y r o n est un affluent rive d r o i t e du T a r n . L a région étudiée c o r r e s p o n d au bassin supérieur de son cours, en a m o n t de R o d e z . Q u i n ze stations de

mesure ont été choisies sur le cours principal et les affluents (figure 1).

L e s affluents d e la rive d r o i t e (le M e r d a n s , la Serre) présentent une résistivité faible, un p H é l e v é , une alcalinité et une d u r e té calcique f o r t es et peu de silice. Us s'opposent aux affluents de la r i v e gau-che (la V e r l e n q u e , l'Olip, le Galtiès, la L o u b i è r e e l la Briane) dont ta résistivité est élevée, le p H plus faible, l'alcalinité et la dureté calcique faibles et la t e n e u r en silice i m p o r t a n t e ; une teneur e n s i l i c e et une résistivité beaucou p plus élevées c a r a c t é r i s e n t les stations 0 1 , 0 2 , G et surtout L , Ces d i f f é r e n c e s sont dues à la nature g é o l o g i q u e des sous-bassins versants drainés par ces affluents : globalement, le sud (affluents rive gauche) est un massif c r i s t a l l i n , alors q u e le n o r d (affluents rive droite) est consti-tué d e causses calcaires.

2. — Méthodes

1. Centre d'Ecologie des Ressources Renouvelables (C.N.R.S.), 29, rue J. Marvig, 31055 Toulouse Cedex.

2. Institut de Mécanique des Fluides (L.A.), 2 rueCamichel, 31071 Toulouse Cedex.

3. Laboratoire d'Hydrobiologie, E.R.A. 702 du C.N.R.S., Univer-sité Paul Sabaiier, 118, route de Narbonne, 31062 Toulouse Cedex.

L e s m é t h o d e s d e dosag e d'azote et de p h o s p h o r e sont c e l l e s utilisées pour mettre en é v i d e n c e dans les eaux, d e faibles quantité s de nutrients.

L ' a m m o n i a q u e a été d o s é selon la m é t h o d e au bleuindophénol (de Dora S h e i n e r ) avec une p r é c i

-Article available at

http://www.limnology-journal.org

or

http://dx.doi.org/10.1051/limn/1983006

Dynamique des apports en nutrients azotes et phosphores

a

la riviere Aveyron

E. Chauvetl

M. Prat2

J.N. Tourenq3

A partir de donnees physico-chimiques acquises sur le cours superieur de )'Aveyron (octobre 79

a

septembre SO), la nature

des apports en nutrients azotes et phosphores, Ieur localisation et le role auto--epurateur de certains tron~ons sont mis

en evidence.

Dynamics of contributions of nitrogen and phosphorus to the river Aveyron.

From the start of the acquisition of physical-chemical data from the upper reaches of the Aveyron (October 1979 - Septem-ber 1980), the nature of contributions of nitrogen and phosphorus nutrients. their location and the self·purifying role of certain sections are described.

Lecours superieurde l'Aveyron (amont de Rodez) presente des signes manifestes d'eutrophisation. Si, meme dans les zones lotiques, le phytoplancton est peu concerne par ce phenomene, le periphyton (essentiellement des Diatomees benthiques) et les macrophytes aquatiques traduisent, par leur impor-tant deveioppement, une evolution en liaison avec

I'apport de nutrients (Chauvel 1981).

Naus nous sommes efforces dans ce travail de localiser et definir la nature des apports en nutrients le long du Haut-Aveyron et de ses affluents au CDurs d'un cycle annuel.

I, - Rlvlhe etudlee

L'Aveyron est un affluent rive clroite du Tarn. La region etudiee correspond au bassin superieur de son COUfS, en amont de Rodez. Quinze stations de

I. Centre d'Ecologie des Ressources Renouvelables (C.N.R.S.),

29, rue 1. Marvig, 31055 Toulouse Cedex.

2. Institut de Mecanique des Fluides (L.A.), 2 rue Camichel, 31071 Toulouse Cede:ol:.

3. Laboratoire d'Hvdrobiologie, E.R.A. 702 du C.N.R.S., Univer·

site Paul Sabatier. 118, route de Narbonne, 31062 Toulouse Cedex.

mesure ont ete choisies sur le cours principal et les

affluents (figure 1).

Les affluents de la rive droite (le Merdans, la Serre) presentent une resistivite faible. un pH eieve. une alcalinite et une durete ca1cique fortes et peu de silice. lIs s'opposent aux affluents de la rive gau-che (la Verlenque, l'Olip, le Galti"s, la Loubiere et la Briane) dont la resistivite est elevee, le pH plus faible, I'alealinite et la durete calcique faibles et la teneur en silice importante ; une teneur en sitice et une n~sistivite beaucoup plus eIevees caracterisent

les stations 01, 02, G et surtout L. Ces differences

sont dues

a

la nature geologique des sous-bassins

versants draines par ces affluents : globalement. le sud (affluents rive gauche) est un massif cristallin, alors que le nord (affluents rive droite) est consti-tue de causses calcaires.

2, - Melhodes

Les methodes de dosage d'azote et de phosphare sont celles utilisees pour mettre en evidence clans les eaux, de faibles quantites de nutrients.

L'ammoniaque a

ete

dose selon la methode au

(3)

pred-52

E. CHAUVET, M. PRAT ET J.N. TOURENQ (2)

sion de 2 p,g.l-i d'azote ammoniacal; les nitrites,

doses seIon la methode de Griess, ont

ete

deceIes

avec une precision de 0,2

a

_{2 1Lg.l-}1 _{d'azote nitreux;}

les nitrates ont ete doses selon la methode au

salicy-late de sodium avec une precision de 2

a

10 ",g.l-l

d'azote nitrique. Les orthophosphates et le phos-phore total dissous (apres mineralisation en milieu

acide) ont ete doses selon la methode de Stephens,

avec une precision allant de 0, I it 2 /<g.l.! de

phosphore.

Ces dosages d'azote et de phosphore, et Ies mesu-res de debit instantane cormesu-respondantes ant ete effectuees mensuellement au niveau de chaque sta-tion (tableau I).

Tableau I. Mesures physico-chimiques realisees aux 15 stations d'octobre 1979

a

novembre 1980.

1: concentration en ammoniaque (lLg.I-1 N-NH4) ;

2: concentration en nitrites (p.g.I-1 _{N.N02) ;}

3: concentration en nitrates (JLg.l-1 N-N03);

4: concentration en _{orthophosphates (lLg,I·1 P-P04);} 5: concentration en phosphore total dissous (p,g.l.1 P); 6: debit instantane (1.5.1). 00 •. i No ••

• _,

m

"

_•

•

,

"

•..

"

_•

"

,

..

"

_•

J .... I rn. ""n !Wrll S 1)6 I~ ; 1 9 1 9 s a . lSI 11/ W • ~I! 13. 161 8 19 83 211 ~ 1,5 IV 1~ ~1 11 sa 16 ]2

I?I Il4 81 511 2~e

8 5 116 .. 8 18 i 11 11 18 6S 14 S 11 18 83 ;2 1S '14 14 IS ~ I ~8 1~ ]61 n ! ~ 11 Z 11 ~ 7 ~ 11 16 ~ 11 ~ L~ ~ I~ ~ I~ 0 QI ;11~~1l1i18181~8 I I S 1 9 11 ~ 8 0 8 16 M B 5] 11 ~ ~ ~ B ~ 6 " ~ 10 1 6 19 .1 161 I? ~ ~ III W ~ _ ~I m ~ I.S 3

00 •. No •• thr<. l,". rev. M".I!W"I ""' 11u,. JUII. FIou, Sop. 19S8 2S5. ~~~IJ un 1114 Zl91 3&.8 lll'lH lll'll 446S 461; 4'.1 1851 1338 116? Illl I .. , 1148 I~' l8:il 8l1li 84' lell gll 3211 Sill! 289 ill i/4 31: •

2S15

1,3.

1165 1~1l 1>28 IS/8 II.~ IllS ma nM 1!1i.'l 1'8/ 1118 i~J m Im m m ~1 ?IS ?l~ ~6 en ~

IZIl!I MS 83? 1151 1I1~ 188 118 681 n~ 11~ IIIB~ I1BI 1411 IlS. IUlil 11~5 11Il6 I lie 896 !90 Sll Sl3 11<1 11Sll 1211 1196 13<6 11511 11GZ IZ11 '10 S6] 1~1 1i5ll 161. 88~ IVl I~ ll' ~ ~I .11 m .~ I~ 611 ru 817 ll1Bl ISS8 1'18 lIB! 1144 9G' l19 51l!1

619 l&~ m lJ~ '~I J71 HI III

511 5S~ I'~\ ~tIS

l85 m 6'1 IO~

1614 ~ 618 m ~I VI ~iG 14J m ~I; '11 ~

llBS 1611 11 •• 11~1 115i' ~S8 '91 8lS &el 7e8 J618 914 lS,l J516 1444 JR8 21'8 IUS 11.5 IS;>. 182' 16~1 111\ IES IIISB 1216 IISl 11158 1956 IIl5t; 811 ~8 136' 1812 lGaI 1157

5

0<1. No ... 110 •. It ••••• "," fIy,11 ,,-, Ju," Ju,1. AoU'. s., ..

~ 18.3 lU ".~ lS.6 :e.z •• , 8.S 11.8 9.5 IS.8 IS.I is.1

~ ~7.2 1].8 ~.1 2i.i 10.1 16.1 1.1 11.1 15.8 11.1 12.1 11.1

f-..!!: n.s 1.4 11.1 11.9 •.• 7.1 • • • • • •

~ IIB.I 12 •. 2 1ll.1lI l'i.9 I,"U H'.~ 1'0.0111.8 211.8 lSI.81~6.6 H'.4

~ 9'.1 lV.1 12.5 10.' 11.1 II.e !1.S 11.8 < •. 8 15.7 Ga.l 18.'

~ IIIIU 1 •. 5 'U ]A.; J9.' 71., ~.8 11.1 9'.1 Z31.B 18'.0 289.8

~ 281.6 41.4 ".8 16._ 41.1 '1.8 6'.1 ZS.H 111.8 191.1 1~2.B 14~.6

~ 112., 16.2 6S.1 "'.i lU 29.8 lS_~ '8.1 55.' 15'.9 111.1 1~1.2

~ lB.~ 16.1 .1.1 '.1 6 .• 4.1 l.l 19.1 '.i H.9 11.1 11.6

~ 1l1li.6 U2.2 '4., 11.. n.' 1'9.819\.8 BI.Z lH.8 139.8 119.~ 151.1

~ 11.1 16.1 11.6 S.I S.B 1.1 1.1 5.5 1.2 11.1 8.1 11.1

~ 1.9 11 .• 3.1 1.8 ;.9 S.4 1.9 1.2 6.1 1.3 •• 1 5 .•

~ 72.1 18.5 $1.9 19 .• !t.l 11.1 2 •.• 15.8 '1.' 19.1 112.' 9l.5

~ 14U 11.3 65.1 111.81'5.6141.8611.0 liIIU9l9.1 941.0 1'8.~ '89.81 117 W.I 154.8 134 .• 1\4 .• 148.1 251.& 518.llBI!.~ >11.0 ~~4.0 411.1 721.11

•..

_.,

,.,

II1.S 17.2

,

..

,

..

11.8 2

No •• r.". J ... re. ~." 11.,,1 11,,, J.,. Jull. AoII. Sop, • .1 2.1 .1 1.1 S.I l.~ 1.1 .9 2.9 1.1 <.S .S 2.S 9.B .7 B.iI S.B U .5 .• B.8 .1

I.l 19.! G.< 2.4 I.~ •

8.9 1].1 11.6 1.1 ;>O'd 16.6 11.1 '6.8 21.S .1.' .l.Z J.B 8.< ?S /., 11.' 5.8 •. 8 ~.e 1<.0 1.6 1.1 l.1 18.5 l.1 '.1 IB.8 12.1 1.1 I.S 21.1 12 I I,.' 5.6 S.1 J.S S 5 le.1 13.3 11.. 16.6 Z8.1 lS.9 Zi.l 9.8 4.; 11.1 ; .• 2.1 11 .• 1.9 i.6 9.5 15.1 11.6 S] 1.8 .11 e.B .~ 1.1 .! I .• l.1 1.5 ~.l ].4 I I 2l.4 4.5 ,e. 1 ,.\ <.< I.' .".' 11.' 1<.< 21.9 ~I.I '].1

e.6 3.a l .• 1.6 1.1 .1 8.1 1.1 .1 .8 B.e 1

1.1 I.e 8.8 B.iI ; ~.8 8.8 8.0 0.8 I e.0 .1 IB.S ~.g II.B 1.' i •• S.' 6.' 12.1 16.1 IS.I 11.1 ~.9

It.l 15.8 14.1 19.' 1 •. 1 Il.l 29.7 ll.9 n1 /8.! 10r.s 1.1 1<5.B 1'.8 &2.1 Z!.5 Ill.; 16.1 4~.' <'!I.g 118.2 Ill.G 12G.' IBl.l

17.8 13.S 12.7 le.s 1.5 8.1 ~ •• 1.2 /J.G 1.11 39.5 1.6 1.1 .1 • •

13.~ 11.2 1.& ~ .• lB.] ~4.~ 91.1 liS.' 91.\ ge.1 181;.9 nS.'l52.7 Mi.1I <16.1111.'

iLl ~u li.R 14.l 1'.\ 14.1 7.8 18.5 JI.8 ~.J 47.S "'-'

is.' 35.; ,1.8 28.' 15.1 lS.2 11.1 II.S 81.1 211.B 118.1 m.' 112.6 lE .• K.8 !LI.Z 38.1 14.9 51.9 ll.2 165.0 191.0 15~.1115.! 1l7.~ 21.1 41.1 lS.1 lS.1 21.6 I~.G 11.9 ,1.3 125.1 11.6 I'Z.'

1.4 4;/ 11.1 11.6 2.1 1.1 .6 .7 I.. 1.1 1.1 1.8

l21.5 SI.8 7!.9 &e.! I~.I SI.G nu 'l.5 151.1140.8124.9211.1

l.B 1.1 .S l.6 l.l .~ .8 1., I.J t.6 1.8 4.1

~.l I.~ .1 <.1 .1 I.~ .1 U .1 1.1 .~ 2.S 15.1 18.5 lI.G ~.I .,.~ 32.8 11.1 .1 .• ~1.\ Sl.8 8 •.• 11." 141.9 .1l.6 $5 •• 1/1.1 1l~ .• ~.Z 411.& 895.0 69~.9 lB~.& 111.' ~1l\.2!

515.' 6~.~ lE.' IIl.a IZII.9 15 •. 8 118.0 139.8 '81.0 11S.8 l.I.\ 511.&1 1",. r, •.

III ~I n

1"'" J.OI. FIou. Soil" 12 9 16 I Gq 51' ~ ID ~ .~ In w j~9 41 N n 151< lIe l6 2S8 Sll m a 8 B 8 8 , 1&811 IIS8 ea. !28 l~lO ~B In 5&11 lfII 198 2011 1611 1188 !!'Se /le 11lI 1111 818 378 ~~I 115 J18 11lI Z~

11811 ~8 I~ III 1111 8111 liB 'SI! 12~ 12B Ill! 11

)}Qg ll111 161. liSl 1118 18r.a liB UtiB 511 SI' 19(1 n. 25. 5J511 lite lS!lll .BM Slat "2B lUll 18911 145 lEI i l l

3811 I!SI 2t1ll 12iI! IJ711 Hie ;1:; "B HI '21 361 <'61 ZNIl3 /111 5811 419B 6118 '~11 IHS 1615 IStIS 11'5 1421 'I'

11lI19181~I'jfii'!<'l211'

.'l 1'" lze 118 1.8 '21 15 181 12'i 118 11 ~

1281 liI4l1B Slill i918 IlBIl l1i111l llBll l<~e 1'18 1.18 1618 1<1 ~ ill ~ m s I~ 1~ I'" III Oil ~ 10 nlll 1I17l 11i?i I'a;t 1114 i'l411 ~18 ).18 16i1i! '6sa I'l~ BloB

(4)

3. - Resultats et discussion

a) Etude comparative des concentrations. En A2, AS et surtout A 7. on observe de fortes

con-centrations en NH •. NO

_z

et ortho-PO. (plus de lOO

J,tg.l-I P). En A3, A4 et A6, on remarque une tres

oette diminution des teneurs par rapport aux

sta-tions precedentes, en particulier pour N0₂I ortho-P04 et P total dissous. Les concentrations sont

sen-D

torle'5 leneurs relatives en N et P

.iblement plus "levees en Oz qu'en 01. Le. teneurs

en azote et phosphore de la Serre (5), du Galties (G)

et de la Loubiere (L) sont tres faibles, La Briane (B)

presente de fortes concentrations en NH4, N02,

N03 ainsi que les plus fortes teneurs en phosphare du bassin.

A I'issue de celte analyse, on peut tracer une carte indiquant l'importance relative des teneurs en azote

et en phosphare aux differentes stations cl'etude

(fig. I).

..

N

• diminution des teneurs en N et P

o

fIIiblu teneurs relatives en N lit P

Fig. L Carte du haut-baSSLn d.e l'Aveyron indiquant I'importance relative des teneurs en azote

et en phosphore au~ differentes stations etudiees.

All'Aveyron

a

sa source; V la Verlanque; M le Merdans ; A2 l'Aveyron

a

l'aval de Severac ; oll'Olip a Recoules ; 02 l'olip a Van'!s ; A31'Aveyron a Bezonnes; A41'Avey-ran

a

Manson ; S la Serre

a

Coussergues ; AS l'Aveyron

a

Laissac ; G le Galties; L

la Loubiere ; A6 l'Aveyron

a

Roquette; B la Briane au Monastere; A7 l'Aveyron en aval de Rodez.

b) Etude des relations concentrations-debits.

D'apres Manczak et Florczyk (1971) et Hall (1970),

on peut resumer

a

trois cas simples les differents

types de pollution d'une riviere (Belamie, 1978):

- cours d'eau principalement pollue par les rejets ponctuels et constants proches de la station de

mesure ; la fonction C = f (Q) (avec, C :

concentra-tion et Q: debit) est decroissante et de type

hyperbolique ;

- cours d'eau oil le lessivage est preponderant; la

fonction C

=

f (Q) est croissante et de divers types: lineaire, exponentielle, logarithmique;

(5)

54 E. CHAUVET, M. PRAT ET J.N. TOURENQ ₍₄₎

Rejets ponctuels :

caUfS d'eau moyennement polIue ; la fonction C

=

f (0) est composite. L'apport en elements

fertili-sants occasionne par les rejets (principal facteur de pollution pour les faibles debits) tend a etre mas-que par les apports dus au lessivage lorsmas-que les debits augmentent.

L'examen des representations graphiques de ces

relations pour NH4 • ortho-P04 et P total dissous

montre que:

Les figures 2, 3, 4 et 5 donnent une representation

graphique des relations concentration-debit pour

NH., N03 , ortho-PO. et P total dissous (les

concen-trations en ordonnee et les debits en abscisse sont exprimees en valeur relative).

- les stations A2, 02, A3 et A7 sont de fa~on tres

nette sous I'influence de rejets ponctuels. Ceci est

particulierement evident ala station A7 pour NH.

et aux stations A2 et 02 pour ortho-PO. et P total

dissous, par exemple ;

Fig. 2. Relations concentra· tion-debit pour I'ammonia-que (0 : valeur manquante ; concentrations en ordon-nee et debits en abscisse sont exprimes en valeur relative du maximum pour chaque station).

Fig. 3. Relations concentra-tion-debit pour les nitrates (concentrations en ordon-nee et debits en abscisse sont exprimes en valeur

relative). Source: Al

· .

_..

_'

.

_·

V.re.

,"

·

· _{. .}

· ·

· ..

le G,hle. , G

· ,

~ Source: RI

.

_..

· . .

· · .

·

V.rh : 02

.

·

· _{. ·}

'

.

. .

le G,ltles : G I !

,

l. Verlenque :

,

D

Bhonnes : R3

D

·

,

.

_.

'.

.

la loublere , l

C

la Verlenque : V

[J

· _.

. .

_..

Il'",onnes : A3

El

• . .

...

la loub,he :

,

[J

· _.

_....

_.

le l1erohna : H 5'verac : A2 RecQ-ules :

"

C L

.

. .

.' a

· .

l1anson : A4 II Serre : S l.1snc : AS

D

[j

D

· _.

..

Roquette : flS La Brhn .. : B Rodez : A7

.

\

.

-

_•

_.

D

_.

_..

.,

.

,

.

le Merdans : 11 Severac , A2 Recoule. : 01

D EJ 0

.

'

.

'.

'....

.

· ..

11."lon : A4 l. Serre : 5 llhnc : AS

D D L

.

..

.' ,

.

:.

.

." " ".

.

_..

.

Roquet te : AS la Bri."e : B Rode:z : A7

(6)

Fig. 4. Relations concentra-tion-debit pour les ortho-phosphates (concentrations en ordonnee et debit en abscisse sont exprimes en

valeur relative).

Fig. 5. Relations concentra· tion-<iebit pour le phos-phore total dissous

{concen-trations en ordonnee et

de-bits en abscisse sont expri-mes en valeur relative),

S(II.~ee , AI L, V . . lenque ,

,

Le /'Ierdan. ,

,

· _.

· · .

_·

_{· ·}

_·

_{· .}

·

· .

.

·

· _·

.

_{· ·}

·

V ... · . .

,

02 Bohann •• ,

"

"Inion , FK

·

· _·

I~,

,

·

· _·

.

_.

· _·

...

.

,

.

..

L. G,ltlh ,

,

Lt laublll,. , L liIoquet'l.e ,

"

·

"

·

, ,

_·

-

·

'. , _,

·

· _·

, , _{, ,} ,

_·

_,

.

_·

Source

,

"

L. V'rlenqut

,

L. I'Ierd"'l :

,

· [J

· _.

_·

· .

_{· .}

_·

.,

.

' .

· ..

_·

V, .. "

,

"

Be.onn". : AJ rhneon , FK

D

·

· _{. ·}

,

· .

,

· .

_{. ·}

,

_.

· ..

·

· ....

.

· ..

· .

L, G,ltlh ,G L, Loubl~r. , L Roquette ,

"

,

_·

.

, _,

.

"

,

'"

.

, _, ,

·

'

.

_.'

· .

,

_·

·

· _·

.

· _·

Cas complexe : 56 ... ac

,

..

Recou-l . .

,

01

· _·

·

· _·

· .

· _·

· ..

.

_{. .}

_·

· _·

.

·

Lt S.,r. , 5 Llh •• c

,

"'

D

· · ·

_·

· .

.

· .

_·

,

,:

..

.

_·

L,Briltl.

,

B Rodez

,

A7

·

· _{· · .}

·

· _·

.

,

_.

_..

_.

Sh,ree

,.,

Recou! . .

,

01

~

, ,

· _·

·

, '. _,

_{· .}

L. Sura , 5 L,I ... c , AS

D

_.

_'

'.

_·

· ·

· _.

, " . .

. .

,

.

· ,

.

LIBrllne: B R1Idu : A7

· ..

_.

·

~

.

_·

.

..

_.

..

'

- les rejets ponctuels jouent un role important

pour les stations A6, AS, A4 et B.

La Serre.

a

la station S, est un exemple de riviere

ou

la fonction C = f (0) est composite. L'examen

visuel de la relation (N0₃)-Q montre une grande

dis-persion des points, de meme que la relation

(ortho-P0₄}Q. Il est done impossible de distinguer un effet

de dilution (rejet ponctuel) d'un eHet de Jessivage (rejet diffus).

Rejets diffus:

LJexamen visuel des relations concentration-clebit

pour N03 montre que l'apport par lessivage est

marque pour les stations V, 01, A4, Let surtout B, et que ce mecanisme joue un role assez important pour les stations 02, A3 et A6.

A l'issue de cette deuxieme analyse. on peut

(7)

S6 E. CHAUVET, M. PRAT ET I.N. TOURENQ

₍₆₎

t •

•

. . . influence "atta d'apports ponctuals

• .pporl par l8$shrage matqu6

+

influenc;:e d' apports pQnGhlels

Fig. 6. Representation schematique des types d'apports.

c) Calcul des flux mensueIs.

Les flux globaux (kg.s·l ) parvenant it chaque

sta-tion et dans chaque tron<;oo ant

ete

calcuIes pour

NH4, NO" ortho-P04 et P total dissous, chaque mois et dans l'hypothese d'un regime permanent (tableau 11),

Pour chaque station, on calcule done les quantit.;. :

4>'"

_x

avec: cl»0' _x = flux en constituant er

a

la station x;

Ox

=

debit a la station x ;

C~ = concentration en constituant er

a

la

station x Pour chaque troo<;:oo, on calcule la quantite R, dif· fe-rence entre deux flux consecutifs (si Rest positif,

il y a apport ; si Rest negatif, il y a perte).

n I j = I XC'"

,

if>'"

_,

Q,

'"

if>. = J n I if>0< j = 1 ]

Les stations i (amont) et i

+

I (aval) sont situees sur

l'Aveyron, les n stations j sont situees sur les

affluents entre i et i

+

1.

Ces caIculs perrnettent I'etude de I'evolution spa-tiale et saisonniere de ces flux residuels et leur com-paraison avec les flux arrivant aux stations. D'une

maniere generale, on con state une opposition entre les six premiers et les six derniers mois de I'etude; les flux sont nettement plus faibles au printemps et en ett\ particulierement ceux de nitrates, element pour lequelles concentrations fortes sont associees aux debits eleves (hiver).

Rl et R6 sont positifs pour les quatre elements consideres et fortement correIes, respectivement avec A2 et avec A 7 ;

R2 est presque toujours negatif pour les quatre elements;

R3 est positif pour NH4 et NO,; pour le

phos-phore, R3 est positif de novembre it mars et

nega-tif ou tres faible d'avril it septembre ;

R4 est positif pour ortho-P04 et P total dissous ;

pour N0_3,R4 est negatif au printemps et en ete

et positif en automne et en hiver;

RS est positif pour N0_3,negatif pour les autres

elements.

Ceci confirme le caractere ponctuel des apports

de nutrients au niveau des stations A2 (Se-verae), AS

(Laissac) et A7 (Rodez), Par ailIeurs, un phenomene

de « perte » de nutrients est mis en evidence sur

cer-tains tron'Yons : en particulier, les flux d'azote et de phosphore se reveIent negatifs tout au long de I'an-nee sur R2, sur RS (arnmoniaque, phosphore), et au printemps et en ete sur R3 (phosphore) et R4 (nitrates),

(8)

Tableau 11. Flux de nutrient correspondant

a

chaque station et

a

chaque tron~on.

1 : Ammoniaque (x 0,1 mg.s·1 _{N) ;}

2: Nitrates (mgsl N);

3: Orthophosphates (x 0,1 mg.s·1 _{P) ;}

4: Phosphore total dissous (x 0,1 mg.s·l _p).

••

,",.T /Io,Tl ... Tr •• -:-r;..,:~1R." I

""

1",~ I., I. 0 ..

-'"

0

• , ,

•• "

,

"

,

• •

-;- 0

"

'"

~"

• _"

_"

, ,

_"

Ii

•

0 1411

"

12'2

,

J49S

'"

."

,.

1~8l

• • •

"

-

...

'"

,.

~

0 2'~! I l l i 4115

..

"

lS!l4

"

'"

,

..

'"

112!! 0

'"

m

,

..

12'1

'" "

,.

"

..

"

~ 0 -11" -1181 -~Ie -6361 -1~~

'"

-II.!! .... ;le

."

-IIIU

'"

0

"'

Isn rn ' 0 '

" "

,.

m

~

0

•

Illl lH1 3611 -'Ill

'"

-la)

..

'" "

l5'S ~ 0

'"' '"'

.•

,

1162

.,

"

'"

_'"

'"

...

~~ 0 \311

.,

"'

'"

_"

_{" • "}

m

..

0 -1!!23

'"

-1<1;8 (1~8 l!I!ll9 m 19'~ m IHil5 -]611

Ii

l<7( illS

,.,

""

Z'i4 II~~I

."

lllH

'"'

nJ]

'"

0

"

,

•

• ,

,

t1

0

• , , ,

• •

"

,

•

0

0 -Sill -710 -lel9 -~<9\

.,.

".

-2\'& -"1 -(619 m

~

0

'"

:m 1611

•

11669

'"

,.

".

'"

IU] 0

" " '" "

,~,

" "

'"

_"

..

• 1211 .. 6. IIIIIi' IlU9 ;;]98 15S14 IS4B6 mal SI19 N!'

I-;; lillll1 Ill!ll S~25 1~8l? Ilm 1919111.&11 1~1~~ HQ~~ ms lilQl~

3

•.. •..

.

, .

,

•.

r ... ~." Rv .. ,

""

JUI" J" I. 0 .. -"

_{" " "}

,

"

,

"

,

-".

"

.

..

_"

..

.,

• " "

,

~

'"

...

,~

,

_m

"

•

• , , ,

• •

'"

llli

'" '"

127.

'"

m

'"

,

..

,.,

_••

'"

1145

'"

.~ 1lI.

'"

::jj

_'"

m

'" '"

."

'"

'" '"

m

_'"

-"

loil

..

,

-159 ·195 -1117 ~. -1~7 -IU0

."

-110 -138

~

IlSS

'"

...

'"'

_'"

'" '"

~

'"

••

-ftlJ

'"

_'"

..

...

'"

-255

"'

"l~r

" '"

-"

14lS 1181 Ill!

'" ""

...

'"

m m

~

me

,

1195

"

l4~e

'"

1.11 35/1 1986 1145 '"

" "

,

, ,

•

'"

1748 181' m

me- .459 '111

".

Sl.e . . 11 1521

,.,

Ill] /all Illl

IT

•

0

• , , ,

• ,

,

•

• ~

_'"

,

-1516 -1817 -1118 ·2193

"

• ,

• • •

W -117,

".

, , ,

1946 - I ' l l -1.2

•

!i12 2S&!

".

,.,

7116 m 11~4 11Ii!61

"'

1411

~

I<~ 15~

'"

".

'"

14\1

,.

I<J, Iln

".

~ !1O!88 1141

...

1179 565' 27519 9~1' stIl2 -Ullli 18111 IV4 l,lIS 1164

""

~. 51S1l l51i'2 liI!i71

."

111426 Ill!B~ ~,

Ces pertes peuvent provenir soit d'une autoepu-ration par assimilation vegetale (macrophytes et periphyton) soit. en ce qui conceme I'azote, d'un phe-nomene de denitrification bacterienne, L'utilisation de l'azote par les pIantes superieures dans les eaux n'explique generalement qu'un tres faible pourcen-tage des pertes (Casey 1977). Un calcul simple mono tre que dans I'hypothese d'une densite de periphy-ton correspondant au maximum rencontre dans

l'Aveyron (80 g.m'

z

de matieres seches pour 14 g,m·

z

de matiere organique), la croissance de ces algues

ne peut expliquer qu'au maximum 1 % des pertes de

nitrates. En fait, de nombreux auteurs s'accordent

a

reconnaitre I'importance majeure des

phenome-nes de denitrification au niveau des sediments, par reduction bacterienne des ni trates en azote gazeux

Nz et oxyde nitreux NzO (Kaushik et al. 1981). Ce

phenomene estival et printanier enregistre sur de nombreux cours d'eau comparables au Haut-Aveyron

peut conduire

a

des pertes annuelles de plusieurs

centaines de kg d'azote sur certains tron~ons

(Robin-Sop"

,

"

_•

m

••

,

-197

..

llIi m

"

,.

'"

,

•

-le' 45l

,

'"

II~J

....

_,

,

• ..

,

'"

"

"'

'"

,

1151 1111

•

-ISll

..

,

"

4118 4918 2 hT ...

.,.

,

•.

r ••. " ... "",,I

_""

1~'" ·1.' I. 0 ..

1:'1

m

'" '"

'"

m

..

,.

22f

'"

..

_{" "}

115,

...

~

,.

m

.,

".

'" '"

"-

_"

It I .~

'"

,

'"

" " • •

• ,

0

• '"

m

'"

,.

m

'"

,.

IS]

'"

on i!S1

,.,

". ".

".

I.S1

...

~16

'"

I~.

'"

eo 1'27

'"

'It ~. ~

".

15.

'"

OM

'"

,.

'"

_"

2;91

'"

,.

., .,.

-141

."

.

"

.,

.

-"1

•

;, 5465 ,S46 ~~n 2117 I~" 1)"'0 ,7/ !~e

."

.~.

'"

,.,

21'1 .'11 J:.1 Il5' ll,;~

..

~, 12) 00, m

"

,m

,.

,.,

'"'

,.,

4'8. ,'.., ,15' ~9, 1.oIlS 7O~

'"

1111

'"

Illl

,.,

I~]I 9" ,~, 31; ,~~

'"

1'1

'"

_'"

ns/ 11~9 me

...

,eo -'15~ - ' " , -.h' -111 -I~I

.,

•

581. 11:18, 931' .11<

,

iW ,ll] ;;]J ,1Jl 'I.! ;,~ 1~; _n'

" "

"

,

"

u ;

,

'"

,.

m '"

"

'"

"

~,

"

,

l.~9 51H 1191 Jlll I~[j IHOi

...

ISIIoi ' j, ;85 ",-,

"

llI\ I.~' !Oil ~m 9115 lt~'" 1,71 21AI 1,;,3

I,·.

]1lO ' '7' '

'"

2i@1 1811

".

121i 1;.0';

'"

2!1:' ,,;8 I~' _" " 11.6

..

,

,,~

".

01,;

'"

n,

,.

\5;;1

'"

IIG~ 1.;011

l/Jij m!Jl 1,4\;3 !llSl Ism "m 1I6;~1~~~!J~ !iiliiii'

• .

..

•..

.

,.

,

..

r ••. 110 .. FM,I

.,

Juln lUll. Flout Sopl.

" "

" " "

,

, ,

,

•

,

,~

"

'"

..

"

• " " "

• ,

,

..

,

" "

"

• •

..

• •

•

~, _Illl

'"

1111 I~GJ 1]55

'"

...

'" '" '" "

.

1951 1051 1I1~ Ill! I'!~ \465

'"

18?S

'" '"

'"

11S8

'" '"

m

.

"

,.

..

'"

'" '"

m

"

J5lIiI -~l? -sn -1157 -86~ -B91 -H. -Ei4l -156 -lZ4 -131

"

?618 _K'

".

'"

1119 m

..

, ,

..

'"

,~

".

...

1181 1151

...

"

.

'" ."

".

."

' 0 '

."

m li 11 10n

".

m 15,9

1511!-'" 1511!-'"

,.

till Ill.

."

,

" ""

'"

'" " " "

"

" "

..

•

: l~ll SISi -152 -161 1181 8111 3359

,.,

l.65

,.,

19BI ,85' 9.61 lSll

'"

1987 912' ]7/) 21~1 1711 liil 1159 186'1

,

, ,

_{• , , ,}

_{• ,}

,

_..

,

" "

,

•

• ,

,

4(}9 -'15~ IlS6

...

Ill! -11Il9 -lm

."

-2588 -1591 -12! -21118 1586 1,61 091 551'

""

2111

'"

c615 114? 1181 ,m

'"

,.

_{'" '"}

_".

".,

,

..

119!

".

IGIl

'"

".

..

,,~ Il831 ms

...

~?11 ~18B5 1592. SW Il!IIill 11211 51!58 514~

IHIM 111151 118.2 18183 114;>;! 5:;«:; ISHIr.i \\\IB 1l'4l ISlll!I 18&1 &181

son et al. 1979) ; ces pertes peuvent representer 50 %

de I'apport en azote et 75 % de I'apport en nitrates

(Hill 1979).

En conclusion de cette troisieme analyse, on peut tracer une carte mon trant les apports essentiels et les secteurs marques par des phenomenes d'assimi-lation vegetale et essentiellement de denitrification

bacterienne (fig. 7).

3. - Conclusion

La methode sui vie a permis de mettre en evidence

plusieurs caracteristiques du reseau

hydrographi-que du Haut·Aveyron. (\) La chimie de I'eau, avec

des taux generalement eleves d'azote et de phos-phore, favorise le deveioppement de la vegetation aquatique; par ailleurs. les plus fortes concentra-tiens sont atteintes pour les faibles debits. au prin-temps et en ete. (2) Les quantites de nutrients issues des bassins forestiers sont tres faibles (cas des

(9)

58 E. CHAUVET, M. PRAT ET J.N. TOURENQ (8)

. . . aPOOrt.. ponctuel.

V

Mlto.6puration sur le t~

(.~ le ~ .. I· ... )

Fig. 7. Localisation des apports essentiels et des phenomenes d'autoepuration.

affluents la Verlenque, le Galties, la Loubiere). (3) L'effet des zones cultivees sur la charge en nutrients

se manifeste sur la Briane ; eet effet se trouve

cepen-dant partiellement masque par l'existence de rejets

ponctuels. (4) Certains tron~ons de l'Aveyron et de

quelques affluents (la Serre) ont un role auto-epurateur (phenomenes de denitrification

bacte-rienne). (S) Les trois localites les plus importantes

du bassin versant (SCverac, Laissac et surtout Rodez)

sont

a

l'origine d'importantes pollutions

ponctuelles.

Travaux cite.

Belamie (R.). 1978. - Transfert des fertilisants vers les eaux de

surface dans un petit bassin versant agricole. Verh. internal. Verein. Limnol., 20: 1503-1508.

Cette etude a

ete

Tt:alisee dans le cadre d 'un programme

P.lR.E.N. finance par I'Agence Financiere de Bassin Adour~

Garonne (convention nO EJ09n9).

Casey (H.). 1977. - Origin and variation of nitrate·nitrogen in the chalk springs, streams and rivers in Dorset, and its utilisa~ tion by higher plants. Prog. Wat. Tech., 8 (4/5) : 225·235.

Chauvet (E,), 1981. - Eutcuphi:taliun du Haut·AvcYI"On. These de 3- cycle. Univ. Toulouse: 97 p.

Hall (R.). 1970. - Dissolved solids discharge relationships 1

-mixing models· Wat. Res. Research, 6 (3) : 845-850.

Hill (A.R.). 1979. - Denitrification in the nitrogen budget of a river ecosystem. Nature, 281 : 291-292.

Kaushik (N.K.), Robinson (J.B.), Stammers (W.N.) & Whiteley (HR).

1981. - Aspects of nit!"'Ogen transport and transfonnation in

headwater streams. In: Perspectives in Running Water

Ec0-logy, Lock MA & WilIiams 0.0. (eds), plenum Press, New

York: 113-139.

Manczak (H.) & Florczyck (H.). 1971. - Interpretation of results f!"'Om studies of pollution of surface flowing water. Water Research. 5 (8) : 575-584.

Robinson (J.B.), Whiteley (H.R.), Stammers (W.N.), Kaushik (N.K.)

& Sain (p.). 1979. - The fate of nitrate in small streams and

its management implications. In : Best management practices

for agriculture and silviculture. Pnx:eedings of the 10th Annual Cornell Agricultural Waste Management Conference. R.C. Lochr, O.A. Haith. M.F. Waiter and e.S. Martin (eds), 1978. Ann Arbor Sci. Publishers Inc., Ann Arbor, M.I.