L'érosion et la sédimentation
Eau - Le Transporteur
L' eau joue un rôle important dans la transformation du paysage canadien en déplaçant de grandes quantités de sol, sous forme de sédiments . Les sédiments sont érodé du paysage, transportés par les réseaux hydrographiques, puis déposés dans un lac ou la mer. Par exemple, le fleuve Fraser transporte en moyenne 20 millions de tonnes de sédiments par an dans le milieu marin.
Le cycle de sédimentation commence par le processus d’érosion , de sorte que des particules ou des fragments sont altérés de matériau rocheux. Mesures prises par l' eau, le vent, les glaciers et les activités végétales et animales contribuent à l'érosion de la surface de la terre. Sédiments fluviatiles est le terme utilisé pour décrire le cas où l' eau est l'agent clé de l' érosion. Naturel ou géologique, l' érosion se déroule lentement, au fil des siècles ou des millénaires. L' érosion qui se produit à la suite de l' activité humaine peut avoir lieu beaucoup plus rapidement. Il est important de comprendre le rôle de chaque lors de l' étude du transport des sédiments.
Tout matériel qui peut être délogé est prêt à être transporté. Le transport processus est initié à la surface du sol lorsque les gouttes de pluie entraînent l’érosion des feuilles. Ruisseaux, ravines, les ruisseaux et les rivières agissent alors comme des conduits pour le mouvement des sédiments. Plus la décharge, ou le débit est élevé, plus la capacité pour le transport il y a des sédiments.
Le processus final dans le cycle est un dépôt. Quand il n'y a pas assez d' énergie pour le transport des sédiments, il est au repos. Les éviers ou zones de dépôt, peuvent être visibles comme matériaux nouvellement déposés sur une plaine inondable, des bars et des îles dans un canal, et deltas. Sédiments se qui ne peut pas être évident, comme sur des lits de lacs et de rivières. Une connaissance de la dynamique des sédiments est partie intégrante de la compréhension de l'écosystème aquatique.
Les cours d'eau se déplacent des millions de tonnes de sédiments par an dans ce cycle sans fin de l'érosion, le transport et le dépôt. Les sédiments sont mesurés et classés en fonction de ses caractéristiques dynamiques:
• charge suspendue (suspension dans l'eau);
• charge du lit (laminage ou rebondit le long du bas);
• le matériau du lit (stationnaire sur le lit).
Pourquoi les sédiments sont importants?
Les sédiments transportés dans l'eau a une variété d'effets. Quels sont-ils et pourquoi sont-ils importants?
Produits chimiques toxiques
Les sédiments jouent un rôle majeur dans le transport et le devenir des polluants et est clairement une préoccupation dans la gestion de la qualité de l'eau. Les produits chimiques toxiques peuvent se joint, ou adsorbé, à des particules de sédiments et ensuite transportés vers et déposés dans d'autres domaines. Ces polluants peuvent ensuite être libérés dans l'environnement. En étudiant la quantité, la qualité et les caractéristiques des sédiments dans le cours d'eau, les scientifiques et les ingénieurs peuvent déterminer les sources et évaluer l'impact des polluants sur l'environnement aquatique. Une fois que les sources et les effets sont connus, des mesures peuvent être prises pour réduire les polluants. L'association de produits chimiques toxiques par des sédiments est une question d'importance nationale.
La navigation
Le dépôt de sédiments dans les rivières ou les lacs peut diminuer la profondeur de l’eau, ce qui rend la navigation difficile, voire impossible. Pour assurer l’accès, une partie des sédiments peut draguer du cours d’eau ou sur le port, mais cela peut libérer des substances chimiques toxiques dans l'environnement. Pour déterminer la quantité de dragage doit être fait et à quelle fréquence, les niveaux d'eau doivent être surveillés, et les taux de transport des sédiments et des dépôts estimés. La sédimentation des canaux de navigation est une préoccupation dans le fleuve Fraser (Colombie - Britannique), le fleuve Mackenzie (Territoires du Nord - Ouest), et les Grands Lacs - Saint - système Lawrence (Ontario et Québec).
Pêche / habitat aquatique
Les sédiments Streamborne affectent directement les populations de poissons de plusieurs façons:
• Les sédiments en suspension diminuent la pénétration de la lumière dans l'eau. Cela affecte l'alimentation des poissons et des pratiques scolaires, et peut conduire à la survie réduite.
• Les sédiments en suspension dans des concentrations élevées irritent les branchies des poissons et peut causer la mort.
• Les sédiments peuvent détruire les muqueuses de protection couvrant les yeux et les écailles de poissons, ce qui les rend plus sensibles à l'infection et la maladie.
• Les particules de sédiments absorbent la chaleur du soleil et augmentent ainsi la température de l'eau. Cela peut souligner certaines espèces de poissons.
• Les sédiments en suspension dans de fortes concentrations peut déloger les plantes, les invertébrés et les insectes dans le lit du cours d'eau. Cela affecte la source de nourriture des poissons, et peut entraîner des plus petits et moins de poissons.
• Décantation des sédiments peuvent enfouir et étouffer les œufs de poisson.
• des particules de sédiments peuvent transporter des composés agricoles et industriels toxiques. Si ceux-ci sont libérés dans l'habitat, ils peuvent causer des anomalies ou la mort du poisson.
Sylviculture
Certaines pratiques forestières ont des impacts négatifs sur l'environnement. L’abattage d'arbres étendu dans une zone peut détruire non seulement l'habitat, mais augmenter le ruissellement de l'eau naturelle et d'accélérer l'érosion des sols. Ceux-ci peuvent conduire à des flux accrus et des charges en sédiments des rivières à proximité. Ils peuvent aussi libérer des substances chimiques d'origine naturelle dans les sols forestiers, et leur permettre de contaminer les rivières ou les lacs. Les deux produits chimiques et les sédiments supplémentaires peuvent nuire aux poissons et d'autres organismes. Les problèmes de sédiments résultant de pratiques forestières sont répandus en Colombie-Britannique, en Ontario, au Québec, au Nouveau-Brunswick et Terre-Neuve.
Approvisionnement en eau
Les sédiments peuvent affecter la distribution de l'eau. Lorsque l'eau est prélevée des ruisseaux et des lacs pour les usages domestiques, industriels et agricoles, la présence de sédiments dans l'eau peut porter les pompes et les turbines. Comme cela augmente les coûts d'entretien, il est important de déterminer la quantité de sédiments dans le cours d'eau afin que l'équipement approprié puisse être choisi lors de la conception d'une usine d'approvisionnement en eau.
Production d'énergie
La quantité de sédiments transportés affecte à la fois la taille et l'espérance de vie des réservoirs créés pour la production d'électricité. Un piège de barrage sédiments qui devrait normalement être effectuée en aval, et que les sédiments diminue la taille du réservoir et donc son utilisation pour la production d'énergie. Par conséquent, il est nécessaire de connaître la quantité de sédiments pour assurer la conception efficace des réservoirs pour le long terme.
Agriculture
Certaines pratiques agricoles augmentent l'érosion du sol et de produits chimiques toxiques pour l'environnement. Ainsi, le sol productif est perdu dans les fermes, les sédiments et les polluants sont ajoutés aux cours d'eau, et les coûts d'entretien des systèmes d'irrigation augmentent. Les données sur les sédiments et les informations sont nécessaires à l'évaluation des pratiques culturales et leurs effets sur l'environnement. les problèmes liés aux sédiments liés à l'agriculture dans tout le pays se produisent.
Travaux de dragage et peut-il faire du mal?
Le dragage est l'élimination des sédiments ou de la terre à partir du fond de masses d'eau en utilisant soit un type de pelle ou un dispositif d'aspiration. Ce matériau, souvent appelé butin, est ensuite déposée le long du rivage, formé dans les îles, ou ailleurs transporté hors du site. Le dragage se fait habituellement pour augmenter la profondeur ou la largeur des canaux d'eau pour la navigation ou pour permettre une augmentation des taux d'écoulement pour accueillir de plus grands volumes d'eau.
Le dragage peut perturber l'équilibre écologique naturel par l'élimination directe de la vie aquatique. Par exemple, dans les estuaires (partie de l'embouchure de la rivière où l'eau douce et l'eau de mer sont mélangées), les lits d'huîtres peuvent être détruits; dans l'environnement d'eau douce, les organismes vivant sur le fond dont les poissons dépendent de la nourriture peuvent être éliminés de la chaîne alimentaire. De plus, lorsque butin sont déposés directement dans un système d'eau, ils peuvent étouffer les organismes restants, et le limon ou des sédiments libérés des activités de dragage peuvent et détruire l'alimentation des poissons et des habitats de reproduction.
En outre, les contaminants s'accumulent sur de longues périodes de temps dans les sédiments. Certaines substances toxiques qui peuvent résider dans le sédiment (par exemple, le mercure) peuvent rentrer dans le système d'eau lorsque les sédiments sont dragués. Ces contaminants mettent en danger alors la santé des usagers de l'eau, en particulier les organismes qui vivent dans le corps de l'eau. Les éléments nutritifs sont également libérés par le dragage. Ceux-ci peuvent provoquer une eutrophisation du système, entraînant l'appauvrissement en oxygène et peut-être la mort de poissons et d'autres organismes aquatiques.
Comment Les sédiments sont échantillonnés?
La quantité de sédiments et de la qualité sont échantillonnés dans une variété de façons:
• Spécialement conçus échantillonneurs de sédiments en suspension sont utilisés pour prélever des échantillons d' eau / sédiments qui sont analysés pour la quantité de sédiments et parfois la qualité.
• Échantillons charriage sont généralement prises en abaissant un échantillonneur spécialement conçu pour le lit du ruisseau. Reposant là, l'échantillonneur emprisonne le matériau se déplaçant le long du fond.
• échantillons de matériaux lits peuvent être prises simplement à la main des barres exposées ou les banques de flux, ou par des échantillonneurs du lit du ruisseau. Certains échantillonneurs ramassent les sédiments en creusant simplement dans le lit, tandis que d'autres types d'extraire un noyau du lit.
Une fois collectées, les échantillons de sédiments en suspension sont analysés pour la concentration et la taille des particules. Cela se fait habituellement dans un laboratoire. La concentration est le rapport de sédiments (poids sec) au mélange total, des sédiments d'eau, exprimée en milligrammes par litre (mg / L). La taille des particules est tout simplement la taille des particules de sédiments. En fonction de leur taille, ils sont classés comme sable, de limon ou d’argile.
Pour en savoir la quantité de matériel est transportée par une rivière, on peut combiner la concentration avec la décharge de flux, ou le débit. Cela donne à la charge des sédiments, ce qui indique le montant total des sédiments transportés sur une certaine période de temps, que ce soit une heure, un jour, le mois ou l’année.
L’eau, et plus particulièrement le cycle hydrologique, joue un rôle majeur dans la conduite du cycle de vie des sédiments. La quantité d'eau et sa répartition sur l’influence du temps comment et quand les sédiments sont échantillonnés.
L’échantillonnage est généralement pour les données de sédiments en suspension. La plupart de ces prélèvements sont effectués dans des conditions à haut débit (printemps, été et les tempêtes de pluie d'automne), alors que la plupart des sédiments transite par le réseau fluvial. Cependant, quelques échantillons peuvent être prélevés à d'autres moments tout au long de l'année, afin de mieux définir le régime des sédiments. Échantillonnage lit-charge est typiquement entreprise dans le ressort, quand décharge à haute mobilise le lit du cours d'eau. Le matériel de lit peut être prélevé pendant l'été, lorsque les conditions de faible débit peuvent exposer les parties du lit des cours d'eau, ce qui rend plus facile l'échantillonnage.
Une fois que les échantillons ont été analysés, les données sur les concentrations, la taille des particules ou des charges peuvent être appliquées aux questions techniques et environnementales