Modéliation de débit au lac Brome phae 1: Méthode de bain voiin Rapport technique Françoi Beré, géogr. M.Sc. env août 010 i
Image de la couverture : Modèle numérique d altitude extrait de la carte et réeau hydrographique extrait de la carte 31H 100 000 e (BDTQ, 00). Pour citation : Beré, F. 010 Modéliation de débit au lac Brome phae 1: Méthode de bain voiin. Rapport technique réalié pour Renaiance Lac Brome et OBV Yamaka, 37 p. ii
Table de matière Table de matière iii Lite de tableaux iv Lite de figure iv Lite de annexe. iv Gloaire iv Lite de abréviation, de ymbole et de acronyme... vi 1 Introduction 1.1 Contexte. 7 1. Mandat 7 1.3 Objectif. 7 Méthodologie.1 Modéliation de débit...7. Morphométrie 8.3 Calcul de débit.. 8.4 Volume du lac Brome et bathymétrie 8.5 Temp de éjour et taux de renouvellement 9.6 Débit de crue. 9.7 Charge maique. 9 3 Réultat 3.1 Similitude morphométrique et phyiographique 9 3.1.1 La taille 9 3.1. La forme 11 3.1.3 L altitude 11 3.1.4 La pente.... 13 3.1.5 La denité de drainage et hydrographique.. 13 3. Synthèe morphométrique.. 14 3.3 Écoulement et débit du bain du lac Brome.. 14 3.4 Profondeur, bathymétrie et volume du lac.... 17 3.5 Renouvellement de eaux du lac Brome... 18 3.6 Fréquence de débit de crue... 19 3.7 Charge maique en phophore 3.7.1 Charge annuelle en 009.. 19 3.7. Comparaion charge maique annuelle 0 3.7.3 Charge maique journalière 1 4 Synthèe de réultat.. 5 Concluion et recommandation.. 3 6 Bibliographie 4 Annexe... 6 iii
Lite de tableaux Tableau 1. Superficie et forme de bain... 11 Tableau. Pourcentage de l aire de bain en fonction de l altitude. 1 Tableau 3. Altitude moyenne et médiane de bain Brome et Davignon... 13 Tableau 4. Pente moyenne de cour d eau de ou-bain. 13 Tableau 5. Denité de drainage et denité hydrographique de bain et de ou-bain. 14 Tableau 6. Tranpoition de débit du bain Davignon au bain Brome 15 Tableau 7. Comparaion de débit tranpoé... 16 Tableau 8. Débit journalier au ruieau Quilliam 17 Tableau 9. Morphométrie du lac Brome. 18 Tableau 10. Temp de éjour et niveau du lac Brome 19 Tableau 11. Etimation de la charge maique en phophore total du bain verant du lac Brome en 009 (mar à octobre)... 0 Tableau 1. Débit et charge maique annuelle 1 Lite de figure Figure 1. Carte de bain Davignon et Brome.. 10 Figure. Courbe hypométrique de bain Brome et Davignon 1 Figure 3. Débit annuel, printanier et etivaux 1968-010.. 15 Figure 4. Courbe bathymétrique du lac Brome.. 18 Figure 5. Relation débit et teneur en phophore..... Lite de annexe Annexe 1. Morphométrie..... 6 1.1. Indice de compacité de Graveliu 1.. Courbe hypométrique et altitude 1.3. Pente moyenne 1.4. Denité de drainage et denité hydrographique 1.5. Tranfert de donnée 1.6. Bilan hydrologique Annexe. 8.1. Débit journalier 1968-010 à Cowanville, tation 030314.. Débit tranpoé au bain Brome.3 Régime d écoulement annuel au bain Brome Annexe 3. 3 3.1. Caractéritique de la tation 030314 et analye tatitique 3.. Volume du lac et bathymétrie 3.3. Fréquence de débit de crue 3.4. Charge maique journalière en 009 3.5. Débit au bain Brome en 009 Gloaire Amont -aval L amont et l aval d un cour d eau ont utilié pour qualifier une poition en remontant le courant (amont) ou en decendant le courant (aval). Affluent Cour d eau qui e jette dan un autre ou dan un plan d eau. Bain Brome Bain verant du lac Brome iv
Bain Davignon Bain verant du lac réervoir Davignon Bain verant Une région, un territoire qui poède un exutoire commun pour e écoulement de urface. La urface du bain verant et délimitée par une ligne reliant tou le point haut formant aini une ligne de partage de eaux. Bathymétrie Meure de profondeur de plan d eau. Charge maique en phophore Quantité de phophore total en kilogramme réultant du produit de débit et de concentration en phophore total Courbe hypométrique Répartition de l altitude dan un bain verant. Crue Niveau élevé d un cour d eau dû à la fonte de neige ou à de précipitation abondante. Débit Meure du volume d eau par unité de temp. Denité de drainage Voir annexe 1.4 Denité hydrographique Voir annexe 1.4 Effet de refoulement Modification (rétention) du volume d eau écoulé (débit) d un cour d eau par la préence, en hiver, d un couvert de glace total ou partiel et, en été, par la prolifération d algue. Étiage Niveau minimal atteint par un cour d eau ou un lac en période èche. Exutoire L emplacement le moin élevé d un bain verant où converge l enemble de e écoulement. Indice de compacité Voir annexe 1.1 Intervalle de récurrence Délai de temp entre le occurrence d un événement. Iobathe Courbe reliant le point d égale profondeur ou l eau. Lame d eau annuelle moyenne La lame d'eau et indépendante de la uperficie du bain et e définit comme étant la hauteur de précipitation qui 'écoule en moyenne par unité de temp (moi ou année) ou «hauteur d'écoulement». Tout comme la hauteur de précipitation, elle 'exprime en millimètre par unité de temp (moi ou année). On parle dè lor de lame d'eau menuelle ou annuelle. Module annuel Débit moyen paant à l exutoire en une année. Morphométrie Caractéritique phyique d un bain verant et de on réeau hydrographique. Moyenne journalière Moyenne de donnée lue ur une période de 4 h et correpondant à une journée. Période de retour La moyenne de temp de intervalle de récurrence évaluée à partir d un grand nombre d événement. Phyiographie Caractéritique phyique d une région, d un territoire, d un bain verant. Productivité primaire Production de matière organique végétale iue de la photoynthèe. v
Relation de puiance En cience, une loi de puiance et une relation entre deux quantité x et y qui peut 'écrire de la façon uivante : y=ax k, où a et une contante dite contante de proportionnalité et k et une autre contante, dite expoant, puiance, indice ou encore degré de la loi. Station hydrométrique ou tation de jaugeage Station de meure de débit. Sou-bain Une partie d un bain verant drainée par un de e cour d eau. Taux de renouvellement Le volume du lac qui écoule à l exutoire par année. Temp de éjour Période de temp pour renouveler complètement le volume du lac. Tributaire Cour d eau qui e jette dan un autre ou dan un plan d eau. Source : voir bibliographie K m m G 3 Mm 3 m 3 μg l km Lite de abréviation, de ymbole et de acronyme Indice de compacité de Graveliu Mètre Mètre cube Million de mètre cube Mètre cube par econde Microgramme par litre Kilomètre carré % Pourcentage m/km Mètre par kilomètre nb/km km/km mm pi po kg Kg jr kg an Pt Pt kg jr CEHQ BDTQ HYDAT MDDEP MRNF SECL OEDD Nombre par kilomètre carré Kilomètre par kilomètre carré Millimètre Pied Pouce Kilogramme Kilogramme par jour Kilogramme par année Phophore total Phophore total par jour en kilogramme Centre d expertie hydrique du Québec Bae de donnée topographique du Québec Donnée hydrométrique archivée par Environnement Canada Minitère du Développement durable, de l Environnement et de Parc Minitère de Richee Naturelle et de la Faune Shawinigan Engineering Compagny Limited Obervatoire de l Environnement et du Développement Durable vi
1 Introduction 1.1 Contexte De problème d apport d élément nutritif affectant la productivité primaire occaionnent, depui pluieur décennie, de épiode de prolifération de fleur d eau de cyanobactérie au lac Brome. Ce contat motive le réident, le riverain et interpelle le contribuable de municipalité du bain verant à agir pour ralentir et ultimement freiner le vieilliement du plan d eau. Une prie de concience emble intaller dan l eprit de utiliateur. Le effort de Renaiance Lac Brome, de la ville de Lac- Brome, de autre municipalité environnante, de gouvernement et de citoyen démontrent une volonté indéniable de préervation et de conervation de la qualité de l eau. 1. Mandat Dan le but de documenter le effet de divere meure d aménagement, de correction, de mitigation et de protection du lac, pour circoncrire et diminuer le apport d élément nutritif au lac mai urtout pour précier davantage le ite, le cible, le pratique, le activité et le action qui devront être élaboré dan l avenir à ce ujet, il et impératif de connaitre la quantité d eau qui arrive au lac. Le élément nutritif (phophore) ont tranporté par le différent cour d eau qui alimentent le lac. Aini, pour etimer la quantité d élément nutritif qui parvient au plan d eau, il et eentiel d évaluer la contribution hydrologique de tributaire. De donnée de concentration en phophore du lac et de tributaire exitent, mai on ne connait pa trè bien la quantité d eau qui parvient au plan d eau. Mentionnon que le différent tributaire ne ont pa jaugé, c'et-à-dire que l on ne connaît pa exactement la quantité d eau qui écoule de chacun de affluent ver le lac. En l abence d obervation ou de tation hydrométrique qui enregitrent le débit, il et poible d utilier différente approche pour évaluer la quantité d eau qui écoule d un cour d eau. Le rapport uivant préente une première approche d évaluation de l écoulement de ruieaux et de urface qui contribuent à l apport d eau au réervoir naturel que contitue le lac Brome. 1.3 Objectif La connaiance de la quantité d eau écoulant dan le tributaire du lac permettra de documenter la charge maique en élément nutritif de chacune de aire contributive au plan d eau (ou-bain) et ce, à différent pa de temp. De plu, il era poible de précier le taux de renouvellement du lac en fonction de diver régime d écoulement obtenu et d élaborer ur la fréquence de événement d écoulement important qui génèrent de l éroion et un apport upplémentaire d élément nutritif. Enfin, nou établiron la charge maique pour la aion 009. Méthodologie.1 Modéliation de débit L intallation de tation de jaugeage ou d obervation de débit ur chacun de tributaire erait lourde en temp, en appareil, en analye et erait problématique pour certain tributaire à faible débit. Cette approche pourrait cependant être évaluée dan une phae ultérieure. Il exite d autre méthode d évaluation de débit et de écoulement par divere formulation et par de modèle hydrologique alimenté par le précipitation. Cette dernière approche et en évaluation et pourrait faire l objet d une phae ultérieure à ce projet. L approche, préentée ici, appuie ur la comparaion de deux bain verant. Elle et pratique car elle permet l utiliation de paramètre exitant et e fonde ur la méthode de tranfert de donnée entre bain voiin (Anctil et al., 005). Une longue érie d obervation de débit exite (1968-010) ur le bain du lac Davignon qui jouxte celui du lac Brome au ud. Anctil ajoute que lorque deux bain partagent de nombreue imilitude phyiographique ou morphométrique, on peut préumer qu une relation de puiance exite. Il et aini poible de tranpoer de quantité d eau écoulée (débit) par 7
unité de urface du bain jaugé (Davignon) au bain non jaugé (Brome) à condition de limiter le tranpoition à l intérieur d un rapport d aire variant entre 0,5 et,0. En fait, le bain Brome et jaugé à 500 m en aval du barrage Foter depui 005 (030351). Le régime d écoulement et influencé par le contrôle du niveau du lac au barrage. Le lac aini que le milieux humide riverain produient un effet de rétention ur le crue enregitrée à cette tation. Le couvert de glace hivernal occaionne aui un effet de refoulement qui modifie le débit. De plu, le bilan annuel précipitation évaporation du lac n et pa documenté. Nou émetton l hypothèe que le lac reçoit davantage d eau de précipitation que la perte qu il ubit par évaporation, annuellement, ce qui aurait pour effet de uretimer la tranpoition de débit aux ou-bain verant du lac Brome. Enfin, la érie d obervation et courte. Pour ce raion, nou préféron utilier le obervation de la tation Davignon à Cowanville (030314) parce que on régime et moin influencé et que la érie d obervation et longue.. Morphométrie Pour documenter le imilitude entre le deux bain, pluieur paramètre concernant la taille, la forme, l altitude, la pente, l orientation et la denité de drainage ont fait l objet de meure à l aide du logiciel de cartographie numérique (Map Maker 3) ur de carte au 1:0 000 de la BDTQ (MRNF, 00). Pluieur caractéritique morphométrique ont été analyée pour le cinq ou-bain du lac Davignon et pour le neuf ou-bain du lac Brome. La délimitation de entité territoriale drainée provient de rapport du Groupe Hémiphère (007) pour le bain de Davignon et de celui de Teknika HBA inc. (007) pour le bain de Brome. La localiation de limite de bain a été vérifiée et validée. L aire et le périmètre de bain et de ou-bain ont été meuré numériquement. La forme a été appréciée à l aide de l indice K G de compacité de Graveliu (Muy et Higy, 004) (annexe 1.1). Le altitude moyenne et médiane ont déduite de courbe hypométrique contruite pour le bain Davignon et Brome uniquement. Elle repréentent la uperficie meurée par tranche de 100 m en pourcentage de l aire du bain (annexe 1.). La pente moyenne le long du cour d eau principal a été meurée pour chacun de ou-bain auf pour la portion Berge du lac Brome (annexe 1.3). Le denité de drainage et hydrographique ont établie elon le réeau repréenté ur le carte topographique au 1:0 000 (MRNF, 000). Le denité ont été meurée pour le deux bain et tou le ou-bain (annexe 1.4)..3 Calcul de débit Le obervation tranpoée proviennent de la tation 030314 (MDDEP, 010), Yamaka Sud-Et au pont-route 0, à Cowanville. À partir de moyenne quotidienne ont calculé le débit annuel, printanier (mar-avril-mai), etivaux (juin-juillet-août) et menuel du bain et de ou-bain du lac Brome (annexe.1 et.). La tranpoition utilie la uperficie de ou-bain du lac Brome iue de la carte du Bain verant du lac Brome (Carteq, 009). La érie d obervation 1968-010 contient pluieur abence de donnée qui produient de année incomplète, notamment en 1968, 1971 à 1978, en 1980 et en 010. Ce année n ont pa été conidérée dan le calcul pour certaine période, le plu ouvent l été (1968, 1973, 1978-79) et le printemp (1971-77 et 010). Le débit d hiver manquant (1971-77), etimé ou corrigé pour tenir compte de l'effet de refoulement (1968-70, 1981-00, 003-04) et provioire (006-09) rendent haardeux le calcul de débit d étiage lor de cette période. Le tet tatitique de la érie ont donné à l annexe 3.1..4 Volume du lac Brome et bathymétrie L aire, la profondeur moyenne et médiane aini que le volume du lac Brome ont été meuré numériquement (annexe 3.) à l aide de la carte bathymétrique (Carteq, 007). Cette carte et une mie à jour numérique de courbe bathymétrique utiliée par Parent (197) et Bélanger (1981). Le relevé bathymétrique d origine provient de la Direction Générale de Eaux du minitère de Richee Naturelle du Québec, vraiemblablement avant 197. 8
.5 Temp de éjour et taux de renouvellement Le taux de renouvellement a été calculé pour un niveau élevé et ba du lac conidérant une amplitude de variation maximale de 1 m d aprè le niveaux d eau aux tation 03031 (ecteur du barrage Foter) de 1935 à 1956, 030310 (ecteur Inverne) de 1947 à 1965, 030307 (ecteur de l exutoire du ruieau Argyll) de 1966 à 1995 et de la tation 030350 (ecteur plage Dougla) de 005 à aujourd hui (MDDEP, 010)..6 Débit de crue La fréquence de débit de crue et calculée elon le débit tranpoé du bain Davignon au bain Brome d aprè la érie d obervation de 1968 à 009 à la tation 030314 à Cowanville (MDDEP, 010). Nou avon extrait de la érie complète de donnée le débit de plu de 50 m 3 à Davignon qui une foi tranpoé au bain Brome correpondent à plu de 40 m 3. San être exceptionnelle, cette limite de 40 m 3 contitue à notre avi un débit élevé qui produit une forte éroion. Rappelon que la érie d obervation et incomplète, en outre en hiver et ouvent au printemp (ection.) produiant une ou-etimation de la fréquence de événement de forte crue lor de ce période. Une comparaion avec le obervation de précipitation erait ouhaitable pour ioler la crue de fonte, de précipitation..7 Charge maique La charge maique annuelle en phophore total et obtenue du produit de débit, tranpoé du bain Davignon au bain Brome pui ur le ou-bain, par la concentration moyenne (μg l ) en phophore total de tation le plu en aval de tributaire au cour de la aion de uivi 009 (Renaiance, 010). La concentration moyenne et obtenue de ix date de prélèvement entre mar et octobre. La charge maique du lac et évaluée pour le ix date d aprè la moyenne de la tation de la foe et celle au barrage Foter à l exutoire. Nou avon aui calculé la charge maique à chaque date de prélèvement en 009 en fonction de débit journalier tranpoé aux même tation pour comparer le débit, la charge et la période. 3 Réultat 3.1 Similitude morphométrique et phyiographique 3.1.1 La taille Il agit de deux bain de tête et de taille comparable alimentant la rivière Yamaka Sud-Et; le bain Brome écoule ver la branche centre et on voiin immédiat du ud, le bain Davignon, e draine ver la branche ud-et (figure 1). La méthode de tranfert de donnée entre bain voiin et applicable entre le bain du lac Brome (17,1 km ) et on voiin le réervoir Davignon (11,4 km ) puiqu il préente un rapport d aire acceptable de 0,814 qui e itue entre 0,5 et,0 (Anctil et al., 005). Noton que l aire du lac Brome (14,6 km ) n et pa conidérée dan cette comparaion puiqu il ne contribue pa aux écoulement dan le tributaire qui l alimentent (tableau 1). 9
Renaiance Lac Brome Françoi Beré 010 Source : BDTQ 00 Limite de bain verant Limite de ou-bain verant Station hydrométrique 030314, 1968- Station hydrométrique 30351, 005- Station hydrométrique fermée 030301, 195-61, 1967-73 Station hydrométrique fermée 03034, 197-78 Station 30307 fermée, niveau du lac, 1966-95 Station 30310 fermée, niveau du lac, 1947-65 Sou-bain du lac Brome 1 Durell Quilliam 3 McLaughlin 4 Argyll 5 Coldbrook 6 Pearon 7 Berge du lac 8 Inverne 9 Golf Knowlton Station 3031 fermée, niveau du lac, 1935-56 Station 30350, niveau du lac, Plage Dougla 005- Station météorologique 700840 Brome Figure 1 : Localiation de bain verant, de ou-bain et de tation hydrométrique 10
Tableau 1 : Superficie et forme de bain Bain et ou-bain Aire 1, km Aire 3 km Aire 4 km Aire % Périmètre km 5 Forme K G Lac Davignon 1,6-1,3 0,5 8,6,3 YSE-aval - 1,9 5,4 19, 1,6 YSE39 50, - 49, 16,7 35,7 1,4 YSE-amont 35,4-34,5 16,7 3,6 1,5 de Jackon 4,4-4,7 0,0 37,8 1,6 North Branch 71,3-70,8 33,7 3,6 1,1 Total 11,9-11,4 100,0 79,7 1,5 Lac Brome 14,5 14,6 14,6 7,8 0,6 1,5 1-Durrell 8,8 11, 11,9 6,0 19, 1,6 -Quilliam 7,7 71,6 39,3 4,91 1,4 3-McLaughlin 9,5 9,7 9,7 5, 18,58 1,7 4-Argyll 11,7 11,4 11,6 6,4 16,88 1,4 5-Coldbrook 44,6 46,1 45,6 4, 34,7 1,5 6-Pearon 6,1 6, 5,6 3,5 11,5 1,3 7-Berge du lac 7,3 8,9 8,5 4,6 - - 8-Inverne 5,8 4,7 4,6 1,9 7,95 1, 9-Golf Knowlton - 1,8 1,8 1,0 5,3 1,1 Total 18,3 186,7 185,4 100,0 78,3 1,6 1-Groupe Hémiphère 007, p. 1, pour le bain Davignon -Teknika 007, p.5, pour le bain Brome 3-Carteq 009 4-No réultat pour l aire, le périmètre et l indice K G 5-Indice de compacité de Graveliu (annexe 1.1) 3.1. La forme La comparaion de indice de compacité de Graveliu K G entre le deux bain montrent une bonne imilitude bien que de légère différence exitent entre le ou-bain (tableau 1). La forme de deux bain et moyennement allongée et pourrait apparenter, avec un peu d imagination, à une tête de rhinocéro de forme rectangulaire avec quelque apérité. 3.1.3 L altitude Le altitude ont extraite de courbe hypométrique de bain Brome et Davignon (annexe 1.). Elle repréentent la répartition de la urface de bain en fonction de l altitude. Pour le bain Brome, eule la portion terretre du bain et conidérée dan le calcul d altitude. Le meure de urface entre le courbe de niveau ont donnée au tableau. Du pourcentage de aire cumulée, on contruit le courbe hypométrique (figure ). 11
Tableau : Pourcentage de l aire de bain en fonction de l altitude Altitude de courbe de niveau m Bain Davignon Répartition de l aire km Aire cumulée km Pourcentage de l aire % Pourcentage cumulé % 700m,,3 1,1 1,1 600m 3,7 6,0 1,8,9 500m 6, 1,3,9 5,8 400m 10,5,7 5,0 10,8 300m 3,1 54,9 15, 5,9 00m 87,7 14,7 41,4 67,3 10m 69, 11,8 3,7 100,0 Total 11,8 Bain Brome 700m 0,0 0,0 0,0 0,0 600m 0,6 0,6 0,3 0,3 500m 3,9 4,5,3,6 400m 8,9 13,4 5, 7,8 300m 43,1 56,5 5, 33,1 00m 106,5 163,0 6,4 95,5 197m 7,8 170,8 4,5 100,0 lac 14,6 Total 185,3 Ce courbe fournient une vue ynthétique de la pente du bain et donc du relief. Le différence d altitude reneignent ur le comportement de écoulement de urface, en outre leur vitee. De ce courbe, on peut tirer le paramètre d altitude moyenne, d altitude médiane et de pente moyenne. La comparaion de courbe hypométrique de la figure montre: - une forme emblable et une pente imilaire au-deu de 400 m; - une altitude légèrement plu élevée au bain Brome; - une amplitude de relief moin forte au bain Brome; - une proportion équivalente de uperficie ( 15%) au-deu de 360 m; - et une pente plu douce au-deou de 360 m au bain Brome. Davignon Brome Figure : Courbe hypométrique de bain Brome et Davignon L altitude moyenne et ouvent peu repréentative de la réalité alor que l altitude médiane donne une meilleure répartition de la portion de la urface (50%) du bain au-deu d une altitude donnée. On contate, an étonnement, que le bain Brome et d altitude moyenne et médiane légèrement plu 1
élevée, de prè de 5 m, que celui de Davignon (tableau 3). La longueur et la largeur maximale de deux bain ont équivalente. Tableau 3 : Altitude moyenne et médiane de bain Brome et Davignon Bain Altitude moy. m Altitude médiane m Long. max. km Larg. max. km Davignon 66,4 40 4,1 16,1 Brome 91,5 65 1,8 14,8 3.1.4 La pente longitudinale de cour d eau Ce paramètre illutre le rapport entre l amplitude de la dénivellation du cour d eau et a longueur. On remarque une grande diverité de pente de cour d eau aui bien dan le bain Brome que dan celui de Davignon elon la proportion du parcour de tributaire qui écoule ur le verant du chaînon de mont Sutton ou ur on piedmont (tableau 4). Le pente et, dan une moindre meure, l écoulement ont orienté de façon préférentielle ver le nordouet et l ouet pour le bain Davignon et ver le nord et l ouet pour le bain Brome, bien qu une compoante et et ud oit perceptible en raion de la forme en cuvette de ce dernier. Tableau 4 : Pente moyenne de cour d eau de ou-bain Bain et oubain Altitude minimale m Altitude maximale m Long. du cour d'eau principal km Pente m\km Pente % Orientation Davignon 17,7 1,77 YSE-aval 114 118 1,4,8 0,8 NO YSE39 118 19 9,8 1,1 0,11 O YSE-amont 19 765 15,1 4,1 4,1 NO de Jackon 149 745 17,7 33,6 3,36 NO North Branch 149 349, 9,0 0,9 NO-O Brome 19, 1,9 1 Durrell 197 80 8,5 9,8 0,98 S Quilliam 197 68 17,5 4,1 0,41 O-SO 3 McLaughlin 197 46 8,4 31,5 3,15 O 4 Argyll 197 590 7,9 49,7 4,97 O-N 5 Coldbrook 197 378 16,8 10,8 1,08 SO-O-NO-NE 6 Pearon 197 19 3,5 6,3 0,63 N 7 Berge du lac 197 1 30 - - - NE-SE-O 8 inverne 197 13 1,7 9,4 0,94 E 9 Golf Knowlton 197 54 1,8 31,7 3,17 NO 1-Altitude maximale moyenne de 5 ecteur (88 m, 33 m, 01 m, 343 m et 17 m) -Pente moyenne de cour d eau principaux de ou-bain 3.1.5 La denité de drainage et hydrographique La denité de drainage et la denité hydrographique etiment le degré de développement du réeau (ection., annexe 1.4). Elle ont relativement élevée dan le haut de verant en pente où le cour d eau écoulent ur une couche de ol mince ur le roc et plu faible au ba de verant où l infiltration et plu importante (tableau 5). En moyenne, elle ont imilaire entre le deux bain. 13
Tableau 5 : Denité de drainage et denité hydrographique de bain et de ou-bain Bain et ou-bain Davignon Nb cour Denité D 1 Aire km d'eau nb/km Long. total cour d'eau km Denité H km/km 1,3 - - - - YSE-aval 1,9 9 0,78 13,7 1,19 YSE39 49, 41 0,8 55,8 1,11 YSE-amont 34,5 36 1,0 58,7 1,66 de Jackon 4,7 69 1,63 90,5,14 North Branch 70,8 50 0,70 97,5 1,37 Total 11,4 05 0,97 316,3 1,49 Brome 14,6 - - - - 1-Durrell 11,9 16 1,43 1,1 1,88 -Quilliam 71,6 7 0,99 114,3 1,57 3-McLaughlin 9,7 9 0,93 15,9 1,64 4-Argyll 11,6 17 1,44 5,3,14 5-Coldbrook 45,6 47 1,05 83, 1,85 6-Pearon 5,6 6 0,94 8,8 1,38 7-Berge du lac 8,5 5 0,58,7 0,31 8-Inverne 4,6 3 0,83,9 0,81 9-Golf Knowlton 1,8 3 1,64,8 1,53 Total 185,4 178 0,96 77,0 1,50 1-Denité de drainage -Denité hydrographique 3. Synthèe morphométrique À la lumière de la comparaion de paramètre decriptif de la phyiographie et de la morphométrie de bain du lac Brome et du lac Davignon, il reort un degré élevé de imilitude en raion de nombreue caractéritique partagée. Le bain partagent la taille, la forme et le développement du réeau de drainage qui ont pratiquement identique. Le altitude ont légèrement plu élevée au bain Brome mai l écart et faible (+5 m) ce qui n affectera que peu, à notre avi, le précipitation reçue aini que le écoulement. La moyenne de pente de cour d eau de ou-bain, l orientation préférentielle de écoulement et de pente ont comparable. De plu, le rapport d aire (0,814) entre le bain Brome ur le bain Davignon e itue entre 0,5 et. Le rapport d aire et atifaiant, aini on peut préumer qu une relation de puiance exite entre le deux bain et que l on peut appliquer le tranfert de donnée, oit le obervation de débit du bain Davignon au bain Brome (ection.1, annexe 1.5). 3.3 Écoulement et débit du bain verant du lac Brome Le moyenne journalière obervée à Davignon (annexe.1) ont utiliée pour calculer le quantité d eau écoulée (annexe.) à différent pa de temp au bain Brome par tranpoition du rapport d aire ur le débit. Le régime d écoulement annuel moyen par moi au bain Brome et préenté à l annexe.3. Le débit annuel, printanier et etivaux tranpoé au bain Brome pour la période 1968-010 montrent qu en moyenne le moi de mar, avril et mai comptent pour 47% du module annuel tandi que la période etivale (juin, juillet et août) repréente uniquement 13% de celui-ci (figure 3). 14
000 Débit m 3 1500 1000 500 0 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 003 008 année Figure 3: Débit annuel (trait fin), printanier (tireté) et etivaux (trait gra) et leur moyenne ur la période de 1968 à 010, au lac Brome. Le débit annuel ont trop influencé par la crue et le précipitation printanière pour que de tendance puient être dégagée. Toutefoi, la courbe de débit etivaux illutre mieux le période èche et humide de la érie d obervation. Le décennie 1970 et 000 ont plutôt humide tandi que le année 1980 et fin 1990 - début 000 correpondent à de période èche. Le valeur moyenne de débit journalier, ur le 3 année complète de la érie (1968-010)(tableau 6), du bain jaugé (Davignon) ont tranpoée au bain à l étude (Brome). Le uperficie (tableau 6, colonne 1) conidérée pour la tranpoition proviennent de CARTEQ (009). Le débit moyen journalier et de 4,36 m 3 pour le bain Davignon. Hémiphère (007) donne 4, m 3 pour la période 1968-001 d aprè le moyenne menuelle de HYDAT (010). Tableau 6 : Tranpoition de débit du bain Davignon au bain Brome Bain et oubain Aire km Débit 1 moy. annuel m 3 Volume annuel m 3 Débit moy. journalier m 3 Débit moy. menuel m 3 Débit Débit 3 4 moy. moy. printanier etival Lame d'eau annuelle 5 mm Davignon A1 11,4 1607,45 138883680,0 4,36 133,95 755,41 04,84 656,9 1-Durrell 11, 85,16 7358075,7 0,3 7,10 40,0 70,44 - -Quilliam 7,7 55,80 47761795,4 1,50 46,07 59,78 9,40-3-McLaughlin 9,7 73,76 637619, 0,0 6,15 34,66 9,40-4-Argyll 11,4 86,68 7489469,9 0,4 7, 40,74 11,05-5-Coldbrook 46,1 350,54 3086365,4 0,95 9,1 164,73 44,67-6-Pearon 6, 47,14 40730,5 0,13 3,93,15 6,01-7-Berge du lac 8,9 67,5 583390,9 0,18 5,63 31,73 8,60-8-Inverne 4,7 35,66 3081194, 0,10,97 16,76 4,54-9-Golf Knowlton 1,3 9,66 834353, 0,03 0,80 4,54 1,3 - Sou total A 17,1 1308,9 113090996,6 3,55 109,1 615,1 165,3 656,9 Lac Brome 14,6 Total bain 186,7 HYDAT 6 Davignon 7 3,39 8 Parent 197 3,8 633,9 1-(A / A 1 ) xq 1 =Q (17,1 km /11,4 km ) x 1607,45 m 3 = 1308,9 m 3 -Q annuel / 1 moi 3-Moi de mar, avril et mai 4-Moi de juin, juillet et août 5-Hauteur d eau moyenne écoulée, par année, ur le bain 6-Relevé hydrologique du Canada, Station 0OG014 Cowanville, HYDAT 010, 4,16 m 3 tranpoé au bain Brome 7-Débit menuel moyen (HYDAT, 010) par jour 8-Débit moyen journalier ur 34 an à l exutoire du lac, tation 030301 et lame d eau écoulée annuelle (,08 pi) 15
La ville de Cowanville pompe moin de 10 000 m 3 chaque jour ou 3,65 Mm 3 par année dan le réervoir du lac Davignon pour la ditribution d eau potable. Le débit tranpoé pourraient être ou-etimé d au plu,6%. Il écoulerait ver le lac Brome un débit annuel moyen de 1309 m 3 ou 113 million de m 3 en volume par année. Le débit moyen journalier et de 3,55 m 3. Parent (197) donne 3,8 m 3 (ou 135 pi 3 à la décharge du lac, 1 km en aval de l exutoire, ur une érie de 34 an à la tation hydrométrique 030301 (fermée depui 1973) alor que Nürnberg et LaZerte (1998) citant ce dernier mentionne 3,645 m 3 pour une érie de 3 an. Toutefoi, l auteur ne mentionne pa quelle année il a utiliée pour a érie de 34 an. La tation en quetion (030301 du MDDEP) a enregitré de obervation de 195 à 1961 et de 1968 à 1973. On pourrait uppoer que Parent (197) a implement utilié le 34 année complète d obervation (195-6, 198-9, 193, 1935-60 et 1969-71) pour e calcul de débit moyen à la décharge du lac pour le tranpoer enuite aux affluent du lac en proportion de leur aire repective. La lame d eau annuelle moyenne écoulée (657 mm) pourra être déduite de précipitation pour documenter l évapotranpiration dan la meure où la érie de donnée et uffiamment longue pour qu il oit poible d écarter du bilan hydrologique le réervoir ol nappe phréatique qui varie peu ur de dizaine d année (Q = P ET + R n ; annexe 1.6). Parent (197) a calculé,08 pi (634 mm) d eau écoulée par année pour une précipitation moyenne de 45,3 po (1150 mm) par année. Étonnant qu il arrive à une valeur de lame d eau plu faible (634 mm) que nou pour un débit moyen journalier plu élevé (3,8 m 3 ). La comparaion de no réultat de débit tranpoé avec ceux de Parent (197) montre de valeur un peu plu faible de notre part (tableau 7). Il et vrai que le découpage de ou-bain et quelque peu différent auf peut-être pour le ruieau Coldbrook et le ruieau Quilliam. Toutefoi, le débit de ce deux affluent ont aui plu faible que le réultat de Parent (197) mai néanmoin comparable. Tableau 7 : Comparaion de débit tranpoé Bain et oubain Aire 7 km Débit moy. journalier m 3 Aire 6 km Débit moy. journalier m 3 6 Aire km Débit moy. journalier m 3 Davignon 11,4 4,36 - - 1-Durrell 11, 0,3 84, 1,74 -Quilliam 7,7 1,50 66,7 1,31 3-McLaughlin 9,7 0,0 11, 0,3 4-Argyll 11,4 0,0 9,5 0,0 5-Coldbrook 46,1 0,95 47,8 0,99 6-Pearon 6, 0,13 11, 0,3 7-Berge du lac 8,9 0,18 - - 8-Inverne 4,7 0,10 11,1 0,3 9-Golf Knowlton 1,3 0,03 - - Autre - - 11,4 0,3 Sou total 17,1 3,55 171,9 3,85 Lac Brome 14,6 14,5 Total bain 186,7 186,4 HYDAT 1 Davignon - 4 3,53 Nürnberg et LaZerte (1998) 185,7 3,645 3 Parent 197 3,8 1-Relevé hydrologique du Canada, Station 0OG014, 4,34 m 3 tranpoé au bain Brome(HYDAT 010) -Le auteur citant Parent (197) 3-Débit moyen journalier ur 34 an à l exutoire du lac, tation 030301 4-Débit menuel moyen par jour 5-Moyenne de obervation à la tation 03034, 197978. 6-Tranpoition de débit de la tation 030301 aux ou-bain par Parent (197, p. 9, tableau 1) 7-Aire de ou-bain elon Carteq (009) 5 16
Il exite de obervation de débit ur le ruieau Quilliam (tation 03034 du MDDEP, 197 à 1978). Nou avon calculé une moyenne journalière de 1,31 m 3 ur le donnée exitante de la érie. La valeur nou apparaît équivalente à no réultat compte tenu de la taille du ou-bain Quilliam à la tation 03034 (66,7 km ). Toutefoi, la érie et trop courte et il n y a aucune année complète d obervation ce qui la rend peu fiable pour la comparaion avec de débit calculé ur de long pa de temp. Quelque événement de fort débit ont extrait de la érie de la tation 030314, à l exutoire du bain Davignon (annexe 3.3), et tranpoé au bain Brome pui au ruieau Quilliam pour comparaion avec le débit meuré à l exutoire du lac Brome (tation 030301) et au ruieau Quilliam (tation 03034). Il n et pa urprenant de contater que le débit à l exutoire du lac, lor de ce événement, atteignent de maximum pour la érie mai ont, en fait, trè faible par rapport aux débit qui alimentent le lac (débit tranpoé) (tableau 8). Cet apect explique par l effet de rétention de la crue produit par le réervoir lacutre que contitue le lac Brome. Cela réulte en un étalement de débit de pointe meuré à l exutoire car le régime hydrologique et influencé par le barrage. D autre part, lorque l on compare le débit journalier tranpoé du bain Brome au ruieau Quilliam avec le débit meuré à la tation Quilliam (03034), en opération de 197 à 1978, pour quelque date de débit upérieur à 40 m 3 au bain Brome, on contate aiément que le jaugeage était grandement ou-etimé à cette tation de meure, à tout le moin lor de crue. Tableau 8: Débit journalier au ruieau Quilliam Date Débit Davignon >50 m 3 Débit 1 Brome >40 m Débit obervé Brome m Débit tranpoé 3 Quilliam m Débit Quilliam m 1969-047 6,00 49,95 8,9 19,5-1970-04-5 65,10 5,44 3,1 0,5-1971-08-8 95,70 77,09 5 13,6 30,1-197-05-05 66,30 53,41 0,5 0,9-1973-05-79,30 63,88 6 16,3 4,9-1974-04-05 13,00 99,08-38,7-1974-045 67,40 54,30-1, 7 7,99 1974-04-30 75,90 61,14-3,9 8 6,6 1974-070 97,40 78,46-30,6 9,6 1975-049 105,00 84,58 33,0 9 7,8 1976-04-01 103,00 8,97 3,4 10 8,61 1-Débit journalier moyen tranpoé du bain Davignon au bain Brome -Débit obervé à la tation 030301 3-Débit journalier moyen tranpoé du bain Brome au ou-bain Quilliam 4-Débit journalier moyen à la tation 03034 197-78 5-Débit du 30 août 1971 (abence de donnée à la date) 6-Débit du 3 mai 1973 (abence de donnée à la date) 7-Débit du 16 avril 1974 (abence de donnée à la date) 8-Débit du mai 1974 (abence de donnée à la date) 9-Débit du 17 avril 1975 (abence de donnée à la date) 10-Débit du 3 avril 1976 (abence de donnée à la date) 3.4 Profondeur, bathymétrie et volume du lac La profondeur moyenne du lac Brome (6,03 m) et calculée elon l aire et la profondeur moyenne entre le iobathe de la carte bathymétrique de Carteq (007). Derocher (1970) donne 4 m de profondeur moyenne, Parent (197) donne 5,94 m, Bélanger (1981) donne 5,8 m et, Nürnberg et LaZerte (1998) donne 6,3 m plutôt que 6,8 m tel que cité dan Teknika (008). La profondeur médiane et tirée de la courbe bathymétrie de profondeur cumulée (figure 4). On note que 50% de la uperficie du fond du lac et de moin de 5,6 m et que 70% du fond du lac et moin profond que 7 m alor que Teknika (007; p. 36) donne 8 m pour 70% de l aire du lit du plan d eau. 4 17
Le volume de 87,4 million de m 3 et calculé à l aide de urface entre le iobathe de la carte (annexe 3.) (ection.4). Le rapport de Teknika (007, p.4) mentionne, an citer la ource, un volume d eau de 83, million de m³. Cette valeur provient, en fait, de Bélanger (1981, p.3) calculée elon la taille du lac (14,5 km ) et a profondeur moyenne (5,8 m). Une donnée de capacité de retenue du barrage à l exutoire de 55,6 million de m³ provient du Centre d Expertie Hydrique du Québec (MDDEP, 010). D autre auteur (Nürnberg et LaZerte, 1998) utilient un volume de 9,5 million de m³, calculé vraiemblablement de l aire du lac (14,6 km ) et de a profondeur moyenne (6,3 m). aire cumulée % profondeur en m 0 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 0 10 0 30 40 50 60 70 80 90 100 Figure 4: Courbe bathymétrique du lac Brome 3.5 Renouvellement de eaux du lac Brome Le réultat du calcul du volume du lac ont comparable à ceux obtenu par d autre auteur (Parent, 197; Bélanger, 1981; Nürnberg et LaZerte, 1998) (tableau 9) mai plu préci, elon nou, en raion de la méthode de meure numérique de aire entre le iobathe de la carte (Carteq, 007). Tableau 9 : Morphométrie du lac Brome Auteur Nürnberg et LaZerte 1998 Bélanger 1981 1 Profondeur Aire Volume du Temp de éjour Taux de renouvellement Débit journalier Débit annuel moy. m km 3 lac Mm an an moy. m 3 Mm 6,3 14,6 91,98 0,80 1,5 3,645 1 115,5 5,8 14,5 83,0 - - - - 1 Parent 197 5,94 14,5 86,13 0,75-3,8-1 SECL 1966 - - - - - 4,1 - No réultat 6,03 14,6 87,75 0,78 1,9 3,55 113,1 1-À 1 km en aval de l exutoire du lac, tation 030301 -Par le tributaire alimentant le lac Le taux de renouvellement du lac avait été etimé à 0,8 an (Teknika, 007;p.5). Cette donnée provient en fait du rapport limnologique ur le lac Brome (Nürnberg et LaZerte, 1998) où on y mentionne que le temp de éjour (annual areal water reidence ou water detention time) et de moin d un an, 0,8 an, calculé elon la moyenne ur 3 année du taux d écoulement de 3,645 m 3 à l exutoire du lac. On cite, à cette occaion, Parent (197, p 7) qui mentionne un débit moyen de 3,8 m 3 ur 34 an et un temp de éjour de ¾ (0,75) d année. Sur la période 1935955, la SECL (1966) calcul 4,1 m 3 à la même tation que Parent 197 (tation 030301). Le débit journalier moyen retenu par Nürnberg et LaZerte en 1998 (3,645 m 3 ) équivaut à un écoulement de 115 million de m 3 an (volume du lac / écoulement = temp de éjour, oit 9,5 M m 3 / 115 Mm 3 = 0,8 an). 18
La recharge du lac (débit annuel) provenant de la portion terretre du bain et de 113,1 Mm 3 an (tableau 9). Le temp de éjour correpond au temp de réidence du volume d eau dan le contenant, le lac, oit 0,78 année ou un peu plu de 9,3 moi. Le taux de renouvellement correpond au volume du lac évacué chaque année, oit 1,8 volume du lac écoulerait chaque année à l exutoire. Le niveau du lac ocille d environ 1 m par année, au maximum, elon le cote de niveaux aux tation 03031, 030310, 030307, et 030350 du MDDEP (figure 1) (annexe.5). Cette épaieur d eau d un mètre par rapport à la urface du lac repréenterait un volume de 14,6 Mm 3 oit 16,6 % du volume du lac. Pour l etimation du temp de éjour en fonction du niveau du lac, on conidère une variation du volume de 14,6 Mm 3 ur 1 m d épaieur d eau, ditribuée de part et d autre d une valeur moyenne conidérée ici comme 87,75 Mm 3 (tableau 10). La profondeur moyenne et l aire du lac ont ajutée elon la variation du volume en période de haute eaux (été) et en période de bae eaux (hiver). En période de haute eaux, le eaux du lac ont renouvelée aux 10, moi tandi qu en période de bae eaux le lac et renouvelé à tou le 8,6 moi. Tableau 10 : Temp de éjour et niveau du lac Brome Niveau du lac m Prof. moy. m Aire km Volume du lac 3 Mm Temp de éjour an Taux de renouvellement an Charge annuelle 1 Mm Cote 196,9 6,31 15,0 94,65 0,84 1,19 113,1 Cote 196,4 6,03 14,6 87,75 0,78 1,8 113,1 Cote 195,9 5,65 14, 80,3 0,71 1,41 113,1 1-Écoulement annuel moyen de tributaire au lac Parent (197) conidère que la perte par évaporation annule l apport par précipitation ur la urface du lac Brome. D autre auteur, mentionnent que le lac de latitude tempérée d Europe et d Amérique du Nord contribuent à une augmentation de l écoulement parce que le précipitation tombant à leur urface ont plu importante que leur évaporation, dan une faible proportion cependant, de 5 à 15 % (Shelton, 009 ; p.01). Aini, le débit à l exutoire du lac (tation 030301, MDDEP 010) eraient uretimé et reflèteraient moin la portion terretre de écoulement. De plu, la uperficie du bain verant à 1 km en aval du barrage à l exutoire (tation 030301) et légèrement plu vate (188 km ) que celui de la portion terretre du bain (17,1 km ). 3.6 Fréquence de débit de crue et période de retour Nou avon relevé 48 événement de forte crue de plu de 40 m 3 ur le bain Brome au cour de la période 1968 009 (ection.6) avec une période de retour de 9,88 moi. La fonte printanière et la mieux repréentée avec un peu plu de 50% de événement revenant au 17,6 moi tandi que le débit relevant de précipitation importante au printemp (3), en été (7), en automne (6) et en hiver (7) poèdent une période de retour de 19,3 moi. Le réultat ont préenté en annexe 3.3. 3.7 Charge maique en phophore 3.7.1 Charge maique en 009 La charge maique provenant de affluent et évaluée pour la période de uivi 009 (Renaiance, 010). Six prélèvement pour l analye de la teneur en phophore total ont été effectué de mar à octobre et le débit et conidéré pour la même période (tableau 11). La moyenne de concentration de ix prélèvement à l exutoire de tributaire et le débit tranpoé ur 8 moi ont utilié dan le calcul de la charge maique. Le concentration en phophore total n ont pa été évaluée pour la période hivernale, de novembre à février 009. En 009, le débit tranpoé de mar à octobre (816,9 m 3 ) et prè de la moyenne annuelle calculée ur 3 an. Le débit de mar à octobre repréente 64% du débit annuel en 009 (annexe.). Pour la 3 19
même période, le ruieau Quilliam aurait contribué pour 4,% du débit au lac mai en raion de a forte teneur moyenne en phophore, il contribuerait pour 59,6% de la charge maique. La charge en phophore du lac et évaluée pour un niveau etival élevé (94,65 Mm 3 ) et elon la moyenne de concentration à la foe (tation L1) et à l exutoire du lac (tation L7, tableau 11). Le lac aurait reçu 1864,5 kg de phophore de affluent de mar à octobre 009 alor que le lac en contiendrait, en moyenne, 1533,1 kg pour la même période. Tableau 11 : Etimation de la charge maique en phophore total du bain verant du lac Brome en 009 (mar à octobre) Sou-bain 1-Durrell Station 1 Phophore T μg l 3 Débit mar-oct m 3 5 Volume mar-oct 3 Mm Charge maique mar-oct Kg an D- 13,7 53,13 4590858,9 6,9 -Quilliam Q 37,3 344,90 979959,7 1111,5 3-McLaughlin M 5,8 46,0 3976011,7 10,6 4-Argyll A- 18,8 54,08 467838,5 87,8 5-Coldbrook C- 1, 18,71 1889630,9 30,5 6-Pearon P- 37, 9,41 541368,3 94,5 7-Berge du lac B 6, 4, 3648093, 95,6 8-Inverne I- 37,7,30 19651,1 7,6 9-Golf Knowlton G- 1,0 6,17 53867,5 6,4 4 Lac Brome L L-7 6 15,7 94,65 1533,1 Total bain 816,95 70584454,8 1864,5 Moyenne bain 4,5 1-Station au lac, la plu en aval de tributaire de ou-bain (Renaiance, 010) -Teneur moyenne aux tation B6 et B11 à B14, prélèvement le 009-03-30 uniquement 3-Teneur moyenne au lac en phophore total, 6 prélèvement entre mar et octobre 009 4-Teneur moyenne de tation du lac L1 (foe) et L7 (exutoire) (Renaiance, 010) 5-Débit mar à octobre 009 (100,9 m 3 ) de Davignon tranpoé à Brome 3 6-Volume du lac en période de haute eaux, en million de m À notre avi, cette approche ou-etime le bilan maique pour la période (mar à octobre) puique nou utilion une moyenne de teneur de ix prélèvement. Il erait poible d obtenir un bilan maique plu réalite et plu préci en pondérant le teneur en fonction de débit (achant que la teneur augmente avec le débit) pour chaque jour de la période de prélèvement et même pour la période hivernale. Cette dernière approche era tetée pour le année 008, 009 et 010 lor de la phae du préent projet. 3.7. Comparaion charge maique annuelle moyenne Nou avon comparé le charge maique annuelle arrivant au lac par le ou-bain calculée par Teknika (007) avec la charge réultant de la tranpoition de débit 009 (tableau 1) et le concentration en phophore du uivi du lac 009 (Renaiance, 010). Le débit de Del Giorgio et Prairie (1995) utilié par Teknika (007), pour etimer la charge maique entrant au lac par le tributaire, ont nettement plu faible que no débit tranpoé de 009. Il et, toutefoi, haardeux de comparer no charge avec celle de Teknika (007) puiqu il utilient de débit moyen de 1995-96 et de teneur de 005 et 006 de différent auteur. 0
Tableau 1 : Débit et charge maique annuelle Sou-bain Débit journalier moyen 1 m 3 Charge maique annuelle 005 kg an Charge maique 3 annuelle 006 Débit journalier Charge maique kg an 4 moyen m 3 annuelle kg an Durrell 1,6 10,0 183,5 0, 98,0 Quilliam 1,47 1731,8 Tiffany (McLaughlin) 0,076 104,0 84,8 0,19 159,8 Argyll 0,8 56,1 56,1 0,3 136,9 Coldbrook 0,81 664,1 613,1 0,93 359, Pearon 0,046 66,3 57,8 0,1 147,3 Pearon amont 0,046 6, 41, - - Berge du lac - - - 0,18 148,9 Inverne 0,063 93,0 79,5 0,09 113, Inverne Golf 0,063-76,1 - - Golf Knowlton - - - 0,0 10,0 Total,56 384,5 374,8 3,48 905,0 1-Moyenne de débit journalier de del Giorgio et Prairie (1995) pour 1994 et 1995 dan Teknika (007: tab. 13) -Produit du débit moyen et de concentration de Normand-Marleau et Thoma (005) dan Teknika (007) 3-Produit du débit moyen et de concentration de OEDD (006) dan Teknika (007) 4-Débit journalier 009 de Davignon tranpoé au bain Brome 5-Produit du débit journalier moyen et de concentration moyenne de l'année 009 tirée de Renaiance (010), (ection 3.7.1) 3.7.3 Charge maique journalière La charge quotidienne en phophore et calculée pour chacune de date de prélèvement du uivi du lac en 009 (Renaiance, 010) en fonction de débit journalier tranpoé (annexe 3.4). Six prélèvement ont été effectué du printemp à l automne ur le différent tributaire et au lac. Le teneur de tation le plu prè de l exutoire de affluent ont été retenue pour le calcul. Certain prélèvement proviennent d autre ource, notamment du MDDEP. Le prélèvement du 30 mar repréentent le valeur de teneur lor de la crue printanière, ceux de juin, août et eptembre repréentent de période d étiage, ceux de juillet correpondent à une précipitation engendrant un débit moyen et ceux d octobre ont été échantillonné lor d un débit du double de la moyenne (annexe 3.5). La relation entre le débit et la charge maique entrant au lac et étroite (figure 5). Le teneur en phophore total meurée à l exutoire de tributaire ont relativement contante en période de faible débit (étiage) et repréentent la teneur de débit de bae, oit la concentration minimale du réervoir phréatique de ou-bain. La teneur augmente rapidement aprè le débit moyen. Compte tenu de ce réultat, il erait ouhaitable de documenter la fréquence et la période de retour de débit au-deu de la moyenne car ce dernier contribuent, en grande partie, à la charge maique annuelle du lac. 1
100 Débit journalier m 3 10 1 C 9 5 1 4 T 3 0,1 1,0 10,0 100,0 Charge maique Pt kg jr et teneur de ou-bain ug l Figure 5 : Graphique logarithmique de la relation entre le débit tranpoé et la charge maique en phophore total journalière (C) de la aion 009, ix date de prélèvement. Relation entre le débit et la teneur en phophore total à l'exutoire de ou-bain : T- Teneur moyenne, 1-Durrell, -Quilliam, 3-McLaughlin, 4-Argyll, 5-Coldbrook, 9-Golf Knowlton. Le ruieaux Pearon (6), Inverne (8) et le ecteur Berge du lac (7) n ont pa été retenu ici en raion de date de prélèvement différente ou de l abence de donnée. La droite correpond au débit moyen journalier du bain verant (3,55 m 3 ). 4 Synthèe de réultat La comparaion de paramètre morphométrique et phyiographique montrent de nombreue imilitude entre le deux bain voiin. La taille, la forme, l altitude, la pente et le caractéritique du réeau préentent un degré élevé de imilarité permettant d appliquer la méthode de tranfert de débit du bain Davignon au bain Brome (ection 3.). Le débit printanier (mar, avril, mai) calculé ur 3 an comptent pour 47% du débit annuel alor que l été le débit ne compte que pour 13% de l année, en moyenne. Le débit etivaux (juin, juillet, août) illutrent bien le période humide dan le année 1970 et 000 aini que le période èche dan le année 1980, fin 1990 et début 000. Le lac reçoit en moyenne par année 1308,9 m 3 ou 113 Mm 3 d eau de e tributaire pour un débit journalier moyen de 3,55 m 3. Il écoule par le affluent l équivalent de 657 mm par année en épaieur d eau ur le bain de Brome. Le débit tranpoé aux ou-bain du lac Brome ont plu faible que le réultat de Parent (197) obtenu de la érie d obervation de la tation, fermée depui 1973, à l exutoire du lac. La moyenne journalière (1,31 m 3 ) calculée à partir de la érie d obervation (tation Quilliam, 03034) et compatible avec no réultat pour ce ruieau mai la érie et trop courte et truffée de manque de donnée pour de analye plu étendue. La comparaion de débit de crue tranpoé au ruieau Quilliam avec le obervation de la tation du même nom donne, pour de événement daté entre 197 et 1978, une ou-etimation du imple au triple pour cinq événement relevé. Il en va de même pour le débit à l exutoire du lac lor de cinq événement de crue entre 1969 et 1973. Ce qui et compréhenible dan ce dernier ca puique le
lac agit comme un réervoir étêtant la pointe de crue d autant que on niveau et régularié à la décharge par un barrage (ection 3.3). La profondeur moyenne du lac établit à 6,03 m et on volume à 87,75 Mm 3. En réalité, 50% du lit du lac et au-deu de 5,6 m (ection 3.4). Le temp de éjour de eaux du lac en régime de bae eaux et de 0,71 an (8,6 moi) contre 0,84 an (10, moi) en régime de haute eaux pour un écoulement annuel de 113 Mm 3 (ection 3.5). Le lac aurait reçu, au moin, le eaux de 48 crue de plu de 40 m 3 au cour de 40 dernière année, oit un événement à tou le 9,88 moi. Un débit de cette ampleur produit une forte éroion et un nettoyage accentué du lit de cour d eau et l éroion de berge, de rive et de foé (ection 3.6). Le ruieau Quilliam a contribué pour 59,6% de la charge maique en phophore de mar à octobre 009 (1864,5 kg an ). Le débit écoulant au lac et jute ou la moyenne lor de cette période en 009. La charge en phophore du lac et aui moyenne en 009. Le charge maique annuelle calculée à l aide de débit de 1995-96 et de teneur de 005-06 de Teknika ne ont pa vraiment comparable avec no réultat de 009 (ection 3.7.). La charge maique et étroitement liée au débit. Avec l augmentation de débit, on voit la teneur en phophore croître aini que la charge maique arrivant au lac (ection 3.7.3). 5 Concluion et recommandation La méthode de tranfert de donnée entre le bain Davignon et le bain Brome donne de réultat comparable mai plu préci que le étude limnologique et hydrologique antérieure. Elle appuyaient ur le obervation hitorique (195-61, 1968-73) régularié à l exutoire par un barrage. Ce meure de débit hitorique ont utile pour caractérier le écoulement annuel et calculer de débit moyen ur une longue période, mai moin pour de pa de temp court car le crue ont, en quelque orte, laminée par l effet réervoir et la getion du barrage. Ce débit hitorique eraient légèrement uretimé (5 à 15%) puique que le lac recevrait davantage de précipitation que on évaporation, ce qui et fréquent dan le lac de climat tempéré en Europe et en Amérique du Nord. Ceci rete, tout de même, à démontrer. De affluent du lac Brome eul le ruieau Quilliam a été jaugé (197-78), mai le meure de débit en période de crue de cette tation ont troi foi plu faible que no débit tranpoé pour le même date. Nou avon un doute ur la validité de cette érie d obervation, du moin en période de crue, d autant que la érie et incomplète et courte. Nou omme d avi que le tranfert de donnée au bain et aux ou-bain du lac Brome préente un portrait fiable de débit moyen de affluent à de pa de temp long (annuel, menuel) car la érie d obervation étend ur quatre décennie (1968-010). Le tranfert de donnée peut aui être utilié pour etimer de débit ponctuel ou de crue à de pa de temp court (journalier, hebdomadaire) lor de date de prélèvement d échantillon pour évaluer la charge maique, comme en 009. La validation de débit tranpoé au ou-bain Quilliam n et pa concluante i on compare no réultat à la érie d obervation de la tation du même nom en opération de 197 à 1978 (03034). Nou n avon pa d autre érie d obervation hitorique pour valider le débit tranpoé aux oubain. Dan le but de valider la méthode de tranfert de donnée employée ici, il erait pertinent d enviager l utiliation de formule ou de modèle alimenté par le précipitation lor d une deuxième phae de caractériation de écoulement dan le ou-bain du lac Brome. 3