Centre Champlain des Sciences de la MerMinistere des Peches et des OceansB.P. 15500,90 Cap DiamantQuebec (Quebec) G I K 7Y7

apport ec iq e ca adie s, y rogra e e les scie ces

ocea iq aso 64

Decembre 1985

G.H. Tremb ay

I

Variatao s e ore les des co Vcentrations e ·0 s ajeurs df euve Sai t -La re e evaI atiode 'ap or vaal s la zo ees arae e

Rapport technique canadien urI h drographie et Ie cience oceanique

Technical report contain cientific and technical information that contribute toe i ting kno ledge but hich i not normal1 appropriate for primar literature. Theubject matter i related general1 to program and intere t of the Ocean cience andurve (0 ector of the Department of Fi h.erie and Ocean .

Technical report rna be cited a ful1 publication. The correct citation appearabo e the ab tract of each report. Each report i ab tra ted in quaric cience andFi herie Ab rracr and inde ed in the Department' annual inde to cientific andtechnical publication.

Te hnical report are produced regional1 but are numbered nationall . Requ tfor indi idual report il1 be fil1ed b the i uing e tabli hment Ii ted on the front coverand title page. Out of tock report il1 be upplied for a fee b commercial agent.

Regional and headquarter tabli hment of cean cience and urve cea edpublication of their ariou report erie a of December 19 I. complete Ii ting ofthe e publication i publi hed in the Canadian Journal oj Fi herie and Aquaric

cience, olume 39: Inde to Publication 19 2. The current erie, which b gin ithreport number I, \\a initiated in Januar_ 19 2.

Le rapport techniqu contiennent de ren eignement cientifique ettechniqu ui con tituent une contribution au onnai an e actuelle, mai qui neont pa normalement approprie pour la pu blication dan un journal cientifique. Leujet e t generalement lie au programme et interet du en ice de ience et leve

o eaniqu (LO) du mini tere de Peche et de ean .Le rapport techniqu peu ent etre cite comme de pu blication complete. Le

titre eat parait au-de u du re ume de haque rapport. Le rapport te hniqu ntre ume dan la re\ue Re ume de cience aquarique er halieurique , et il ontc1as e dan I'inde annuel de publication cientifique et te hniqu du ini tere.

Le rapport te hniqu ont produit a l'echelon regional, mai numerote al'echelon national. Le demande de rapport . eront ati faite par l'etabli ementauteur dont Ie nom figure ur la couverture et la page du titre. Le rapport epui eeront fourni contre retribution par de agent commerciau..

Le etabli ement de cience et leve 0 eaniqu dan Ie region et it l'admini -tration centrale ont ce e de publier leur diver erie de rapport en decembre 19 I.

ne Ii te complete de ce publication figure dan Ie \ olume 9,lnde de publication19 2 du Journal canadien de cience halieurique er aquarique . La erie actuelle acommence a ec la publication du rapport numero I en jan ier 19

echnical Report ofand Ocean dence

anadianH drograph

Rapport technique canadien surI 'hydrographie et les sciences oceaniques

No 64

Decembre 1985

Variations temporelles des concentrationsen ions majeurs du fleuve Saint-Laurentet evaluation de I 'apport fluvial dans

la zone estuarienne

par

G.H. Tremblay

Centre Champlain des Sciences de la MerMinlstere des Peches et des Oceans

C.P. 15 500, 901 Cap DiamantQUEBEC (Quebec) G1K 7Y7

I I

PREFACE

En 1980, Ie Comlte Scientlflque sur les Problemes de l'Environnement de I 'Organisation desNations Unies decldait de mettre sur pled un programme systematique d'etude de la composition chimiquedes eaux des 20 plus grands fleuves du monde. Le Centre Champlain des Sciences de la Mer a collabore acette etude en fournlssant perlodiquement a des laboratolres selectlonnes des echantilions d'eau dufleuve Saint-Laurent et en executant certaines mesures chimiques sur les memes echantll Ions. Dans Iepresent rapport, nous dressons un bllan des resultats obtenus pour les Ions majeurs pendant la perloded'aout 1981 a septembre 1983 et dlscutons des variations temporelles des concentrations de ces Ions.

Mlnlstere des Approvlslonnements et Services Canada 1985No de catalogue Fs 97-18/64 S ISSN 0711-6772

Ce rapport devra etre cite comme suit:

Tremblay, G.H. 1985. Variations tempore I les des concentrations en Ions majeursSaint-Laurent et evaluation de I 'apport fluvial dans la zone estuarlenne.hydrogr. sci. ocean. No 64: xl + 63 p.

du fleuveRapp. tech. can.

I I I

TABLE DES MATIERES

Li STE DES TABLEAUX eo" •••• " " " •••••• " •• " •• " e " .. .. •• .. .. .. • • • .. .. •• .. • • • .. • • .. • • .. • .. vLISTE DES FIGURESLISTE DES ANNEXES

vIIx

... ...

RESUME 'O " 'O........................... x

ABSTRACT •• "" •••••••••••• " " " " "".""."" """ " •••• "" "'O" ••• " ••• ,,. It xi

I NTRODUCT I ()f\J """ •• """ .. " ".4O 1& " " " .. " " " •• " " " •••• " {I " " •••• $ • " " " " " " .. " ••• " • " • " (0 It • " • " 0 • " • " "

CHAPITRE 1 ECHANTILLONNAGE ET METHODES DE MESURE •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2

Pre Ievement des echant r I fcns "" ...... " ..... " •• ".""."" ..... " .... " .. "." ...... " ... " .. """" ..... """ .. "" ... """" 2

1.1.1 StatIon de controle "•••• " "•••• ".""""" ""." " " .. " "......... 51.1.2 StatIons temolnset panache de la Chaudlere ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 51.1.3 Radf ale nord-sud ••••••••••••••••••••• e'............................................. 51.1.4 Statfon fixe •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6

1.2 Mesures et dosages ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6

1.2.10 C>ebits 11 •••••••••••••••••••••••••••••••••• 11 •••••• 0. 0 .

Ch lorura •• II , I' .

AlcalTnlte totale ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6 •••

Sod rurn . 6

666

88

8

88

9

...........................................................................et ca Ie' um ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ~

pH ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Sulfate ••••••••••••••••• 0 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

PotassIumMagnesIum

Oxygene di ssous •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Materiel particufalre en suspension •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

1.2.11.2.21.2.31.2.41.2.51.2.61.2.71.2.81.2.9

CHAPITRE 2 RESULTATS ET DISCUSSION 9

Representat Jvita de ta stat ton de contra Ie . 9

2.1.1 Influence de la Chaudiere ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9

2.1.2 VarIatIons longltudlnales (statIons temoIns) •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 92.1.3 Radiale nord-sud •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 13

2. 1.4 Stat ron f t xe •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 132.1.5 Conclusions..... ••••••••• ••• •••• ••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••• ••••••••••• 23

Iv

TABLE DES MAT!ERES (suite)

2.2.12.2.22.2.32.2.42.2.5

Variations des Ions dlssous et du materiel en suspension ••••••••••••••••••••••••••••Bllan Tonlque ••••••••••• ~.e&&Q.D••••••• e •• 4 •••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••

Proport'lons 10n 1ques •••••••• e ••••• e ••••• $ ••• 0 ..

Relations deblt-concentratlon •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••Transport des Ions dlssous et du materiel

23323234

en suspens 1on ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 34

2.3 Tendances a long terme •••••••••••••••••••••••••• Ill.......................................... 41

2.3.1 VarIatIons dans les concentratIons •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 412.3.2 Changements dans les rapports lonlques •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 472.3.3 Transport des lons dlssous •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••• 52

CONClUS ION •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ~ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 57

REMERe IEMENTS 58

B IBL IOGAAPH IE ••••••• iii • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 59

ANNEXES •••••••••••••••••••••••• 0 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 61

v

llSTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1

TABLEAU 2

TABLEAU 3

TABLEAU 4

TABLEAU 5

TABLEAU 6

TABLEAU 7

TABLEAU 8

Methodes physlco-chlmlques utillsees pour I 'analyse des eaux - erreuranaiytique pour una mesure individueiie ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Radiale nord-sud - coefficients de variation (%) •••••••••••••••••••••••••••••••••••

2+ 2.1-Radiale nord-sud - Mg et Ca " rapports molalres •••••••••••••••••••••••••••••••••

Station fixe - coefficients de varIatIon - concentratIons mlnlmales et maxlmales •••

Statton fixe - chlorure: autocorrelation •••••••••• $ •••••••••••••••••••••••••••••••

Station fixe - chlorure: analyse harmonlque •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Station fixe - chlorure et vltesse des courants: correlation croisee ••••••••••••••

Station de contrele - concentrations moyennes, mlnlmales et maxlmales -

7

14

19

20

21

22

24

coef f , c' ants de var' at ton ....•.•................................................... 26

TABLEAU 9 Station de contrele - variatIons salsonnleres •••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 31

TABLEAU 10 StatIon de contrele - transport moyen, minImum et maxImum - coefficIentsde var i at Ion ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ,.... 37

TABLEAU 11 Tendances a long terme - moyenne entre 1955 et 1982 des concentrations moyennesannuelles - coeffIcients de varIation - concentrations moyennes annuellesmlnlmales et maxlmales entre 1955 et 1982 - debit moyen annuel .................. ••• 46

TABLEAU 12 Tendances a long terme - contrIbutIon de chaque Ion parmI les Ions de meme charge.. 48

TABLEAU 13 Tendances a long terme - transport moyen, mInImum et maximum - coeffIcientsde var Iat ton •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••••• 53

vI

LISTE DES FIGURES

FIGURE 1

FIGURE 2

FIGURE 3a

FIGURE 3b

FIGURE 3c

FIGURE 4

FIGURE 5a

FIGURE 5b

BassIn hydrologlque Grands Lacs - SaInt-Laurent ••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Raglan d'echantttionnage 8 •••••••••• " ••••••••••••••••••••••••••••••••••

Panache de la Chaudlere - concentratIons en Na+, K+, Mg2+ et Ca2+ a chaquestatIon - varIatIons avec la dIstance de I'embouchure de la Chaudlere ••••••••••••••

Panache de la Chaudlere - pH et concentratIons en CI-, 5°42- et alcallnlte totalea chaque statIon - varIatIons avec la dIstance de I 'embouchure de la Chaudlere •••••

Panache de la Chaudlere - saturatIon en oxygene dlssous et concentratIon enmaterIel partlculalre en suspensIon a chaque statIon - varIatIons avec ladIstance de J'embouchure de Ie Chaudlere •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

RadIale nord-sud - relatIon %saturatIon en oxygene et profondeur ••••••••••••••••••

RadIale nord-sud - concentratIon moyenne en Na+, K+, Mg2+ et Ca2+ a chaquestatIon - varIatIons avec la dIstance de la rIve sud du SaInt-Laurent ••••••••••••••

RadIale nord-sud - pH moyen et concentratIon moyenne en CI-, 5°42- atalcallnlte totale a chaque statIon - varIatIons avec la dIstance de la rIve

3

4

10

11

12

15

16

FIGURE 5c

sud du Sa Tnt-Laurent ••• """ ••• "" •• "•• "•• """ ••• " •• """.".""."".""""".""""""."."""""""" 17

RadIale nord-sud - saturatIon en oxygene moyenne et concentratIon moyenne enmaterIel partlculalre en suspensIon a chaque statIon - varIatIons avec ladlstance de fa rlve sud du SaInt-Laurent ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 18

FIGURE 6

FIGURE 7a

FIGURE 7b

StatIon fIxe - caracterlstlques de Ie maree - vltesse et dIrectIon du courant ••••••

StatIon de controle - varIatIons salsonnleres du debIt et des concentratIonsen Na+, K+ at Mg

2+ "."" "•• "" •••• "." •• "•• ".""." •• """.""."""."".""" •• """"".""""

StatIon de controle - varIatIons salsonnleres du pH et des concentratIons enCa2+, CI- et S042- •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

25

27

28

vII

LISTE DES FIGURES (suIte)

FIGURE 7c

FIGURE 7d

FIGURE 8

StatIon de contrale - varIatIons salsonnleres de I'alcallnlte, de lasaturatIon en 02 dlssous, de la concentratIon en materIel partlculalre ensuspenslon at de la somma des caftons m~eurs .9 •• e •••••••••• ~ ••••••••••••••••••••••

Statlon de contrale - varIatIons salsonnleres de la somma des anIons majeurset du rapport somme des anlons/somme des catlons •••••••••••••••••••••••••••••••••••

Statlon de contrale - contrIbutIon moyenne de chaque 10n parmI les Ions de

29

30

FIGURE 9a

FIGURE 9b

merne charge ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• e • • 33

Statlon de contrale - varIatIons des concentratlons en Na+, K+, Mg2+ et Ca2+en fonctlon du d~blt ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 35

Statlon de contrale - varlatlons des concentratIons en CI-, S042- et HC03-en fonctlon du deb It ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36

FIGURE lOa StatIon de contrale - varIatIons salsonnleres du transport de Na+, K+, Mg2 et Ca2+. 38

FIGURE lOb StatIon de contrale - varlatlons salsonnleres du transport de CI-, S042- et HC03-.. 39

FIGURE 10c StatIon de contrale - varIatIons salsonnleres du transport des catIons etdu materlel partlculalre en suspenslon ••••••••••••••••••••••••••••••••• 4........... 40

FIGURE 11 Statlon de contrale - varIatIons debIt - transport des catlons ••••••••••••••••••••• 42

FIGURE 12a Tendances a long terme - varIatIons du debIt moyen annual et des concentratIonsmoyennes annuelles an Na+ at K+ en fonctlon du temps ••••••••••••••••••••••••••••••• 43

FIGURE 12b Tendancas a long terme - varIatIons des concentratIons moyennes annuelles enMg2+ et Ca2

+, et du pH moyen annuel en fonctlon du temps ••••••••••••••••••••••••••• 44

FIGURE 12c Tendances a long terme - varIatIons des concentratIons moyennes annuellesen CI-, S042- et HC03- en fonctlon du temps •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 45

vIII

LISTE DES FIGURES (suIte)

FIGURE 138 Tendances a long terme - varIatIons de la contrIbutIon (%) de chaque catIona la charge lonlque posItIve totale en fonctlon du temps ••••••••••••••••••••••••••• 49

FIGURE 13b Tendances a long terme - varIatIons de la contrIbutIon (%) de chaque anIona la charge lonlque negatIve totale en fonctlon du temps ••••••••••••••••••••••••••• 50

FIGURE 13c Tendances a long terme - varIatIons de la somma des catIons, de la somme desanIons et de leur rapport en fonctlon du temps ••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 51

FIGURE 14a Tendances a long terme - varIatIons du transport de Na+, K+, Mg2+ et Ca2+en fonetlon du temps ••••••••••••••••••• 1(1 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 0 •• 0. 54.

FIGURE 14b Tendances a long terme - varIatIons du transport de CI-, 5°42- st HC03- stdu transport des catIons en fonctlon du temps •••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 55

ANNEXE 1

Ix

LISTE DES ANNEXES

Intervaile de conflance pour une mesure lndlvlduelle ••••••••••••••••••••••••••••••• 62

ANNEXE 2 Donnees brutes (statIons temo1ns) .................................................. 63

x

RESUME

Tremblay, G.H. 1985. VariatIons temporelles des concentrations en Ions maJeurs du fleuveSaInt-Laurent et evaluatIon de I'apport fluvial dans la zone estuarlenne. Rapp. tech. can.hydrogr. scI. ocean. No 64: xl + 63 p.

Les donnees sur la composItIon chImIque des eaux douces collectees speclalement dans Ie butd'une Interpretation geochlmlque sont extremement rares et souvent restrelntes a un element unIque ouencore a un petIt groupe d'elements. Le present travaIl porte sur la composItion chimIque des eauxdouces du SaInt-Laurent pres de la vIlle de Quebec. Un echantilionnage systematIque fait entre aout1981 et septembre 1983 a permls de sulvre la varIation salsonnlere des parametres sulvants: la concen­tration en sodIum, en potassium, en magnesIum, en calcIum, en chlorure, en sulfate, en oxygene dlssous,I'alcallnlte totale, Ie pH et Ie materiel partlculalre en suspension. D'autre part, des donnees de

merne type, recueJI lies dans la merne regIon depuls 1955, ont eta analysees pour evaruer les tendances along terme.

Les resultats montrent que pour Ie materiel dlssous les concentratIons sont presque constantestoute I'annee, sauf au prlntemps ou I'augmentatlon du debIt du fleuve s'accompagne d'une dimInutIon desconcentrations. Pour Ie materiel en suspensIon, I 'etude a permls de demontrer que la concentrations'eleve 2 fols par annee, une fols a I'automne et I'autre fols au prlntemps. Les flux d'ions dlssousmontrent une variatIon salsonnlere relatlvement falble bien que la quantlte de sol ides transportesvarle grandement au cours des salsons. Ces debits sol Ides sont de I'ordre de 5,2 x 10 9 kg par an. Ducalcul de moyennes annuelles, apparatt une tendance sIgnIficative a I'augmentatlon des concentrationsen sodium et en chlorure, depuls Ie debut des annees 1960, vralsemblablement attrlbuable a des apportsanthroplques; par contre, II semble que la concentration en chlorure et en sodium tend a etrestatlonnalre depuls quelques annees. II apparatt aussl une tres legere augmentation au fll des ans desconcentrations en K+, en Ca2+, en S042- et en HC0 3-. Cette etude montra qu'avec un debit moyen de12 000 m3.sec- 1, a Quebec, Ie SaInt-Laurent actuel exporte annuel lement 68 x 10 9 kg de sels dissoussolt une quantlte equlvalente a 25% de eel Ie exportee par "Amazone. Ce transport est de 11%superieur, en polds, a celul du debut des annees 1960.

xi

ABSTRACT

Tremblay, G.H. 1985. Variations temporelles des concentrations en ions majeursSaint-laurent et evaluation de I 'apport fluvial dans la zone estuarienne.hydrogr. sci. ocean. No 64: xi + 63 p.

du fleuveRapp. tech. can.

Data on the chemical composition of fresh water collected specifically for geochemicalpurposes are extremely rare and often I imlted to a single element or a smal I group of elements. Thisstudy deals with the chemical composition of the fresh water of the St.Lawrence River near Quebec City.Systematic sampling conducted between August 1981 and September 1983 permitted monitoring of seasonalvariations of the fol lowing parameters: sodium, potassium, magnesium, calcium, chloride, sulfate, anddissolved oxygen, total alkalinity, pH, and particulate matter In suspension. In addition, similardata collected in the same area since 1955 were used to assess long-term trends.

Our results show a sharp decrease in the concentrations of dissolved constituents in thespring when the river discharge is high. On the other hand the results show increases in theconcentration of suspended particulate matter twice a year, once in the spring, and again in the fal I.Dissolved ion flux exhibits a relatively smal I seasonal variation, while the quantity of transportedsol ids varies considerably from season to season. This sol id discharge is on the order of 5.2 x 109 kgper year. From calculation of annual means there appears a significant trend toward an increase in thesodium and chloride concentrations since the early 1960's which could be attributed to anthropicinputs; however, it would seem that sodium and chloride concentrations are approaching a stationarystate. Very sl ight increases over the years in concentrations of K+, Ca2 +, S042 -, and HCCS- are alsoapparent. The study shows that with a mean discharge of 12 000 m3 .sec-1 at Quebec City the St.Lawrencecurrently exports 68 x 109 kg per year of salts In solution, or 25% of the quantity exported by theAmazon. The amount of matter transported is 11% greater, in terms of weight, than in the early 1960's.

INTRODUCTION

Les estlmes des flux a travers les fron­tleres oceaniques fournissent des contribu­tions Importantes pour l'elucidation desprocessus geochimiques dans les oceans. Lesechanges a l'lnterface air-mer et les apportsd'elements aux oceans par Ie drainage exorel­que ont une valeur considerable pour Iechlmlste marin, d'une part en etabllssant lessources et les taux d'introduction dematerlaux aux oceans et d'autre part enestlmant l'lmportance relative des sourcesanthropogeniques et naturelles par I'evalua­tlon des tendances a long terme.

Les apports de materlaux dlssous etpartlculalres aux frontleres continents/oceansse font par l'lntermedlalre des glaciers, duvent, des vagues, des fleuves et des eauxsouterralnes et, parmi ceux-cl, les fleuvesont la contribution la plUS Importante (85 a90% de I 'apport total). Les fleuves amenentegalement aux oceans la majorlte des materlauxconsequents de I'actlvlte humalne et Indus­trlelle et c'est pour ces raisons que I'etudede la composition des fleuves est des plusImportantes dans Ie contexte de la geochimleoceanlque et de la pollution (Sewers etDu Inker, 1982).

A cause d'une grande varlabilite spatlaleet temporel Ie, un echantilionnage ponctuel ounon systematique dans une rivlere ou un fleuvepeut donner une Idee tres Inadequate de sacomposition chimique. Partlcullerement dansles regions ou on observe une grande varlabl­lite saisonnlere dans les precipitations et Iedebit. un estime de la concentration globaled'un cours d'eau, fait a partir de quelquesmesures seulement, peut s'averer errone.

Alnsl, la question de quallte des donneesdisponlbles se pose lorsqu'on veut caracterl­ser un fleuve et evaluer son apport elemental­re a I'ocean. II est donc necessaire d'avolrun programme systematique d'echantlI lonnage

sur une longue perlode de faqon a pouvoirdeterminer la charge chimique d'un coursd'eau. La quantite de materiel en suspensiontransporfe par les cours d'eau etant sou ventd'un ordre de grandeur plus eleve que Ietransport de materiel dlssous (Livingstone,1963), la problematlque de I'estimation dumateriel transporte par un fleuve·se pose dansIe cas du materiel particulalre comme danscelui des especes dlssoutes.

En deplt d'un Interet plus marque de lapart des geochlmlstes marins pour la qualltede I'apport d'eau douce a I'ocean mandlaldepuis la revue de Livingstone en 1963, lesdonnees disponlbles n'ont pas beaucoup evoluejusqu'a aujourd'hul. Les donnees recueilliescollectees speclalement dans Ie but d'uneInterpretation geochlmlque sont extremementrares et souvent restrelntes a un elementunique ou encore a un petit grouped'elements.

Le flux de materiel dlssous et partlcu­lalre dans Ie systems fluvial est une fonctloncomplexe de tous les parametres Influenqant laphysique et la chlmle de I 'erosIon et dulesslvage des roches et des sols. Une formu­lation precise de la reponse de la charge d'uncours d'eau aux facteurs geographiques (Inten­site du relief), clImatiques (temperature,evaporation, precipitation), geologlques(occurrence des especes mlnerales, porosltedes roches) et biologiques (couverture vegeta­Ie, absorption ou relargage blologlque deselements) n'est pas possible (Hoi land, 1978;ivleybeck, 1981).

En terme de debit, Ie fleuve Salnt­Laurent occupe Ie 13e rang et contrlbue pourun peu plus de 1% au transport total d'eaudouce aux oceans. Le Saint-Laurent, avec sesImportants trlbutalres qui dralnent les eauxde sa rive nord et Ie bassin des Grands lacsqui forme son cours superieur, constituent Iereseau fluvial Ie plus Important du point devue economlque de l'Amerlque du Nord.

Le bassin hydrologlque Grands lacs ­Saint-Laurent est contenu en grande partiedans trois grandes regions physlographlques:Ie Boucller canadien, les basses-terres desGrands lacs Inferleurs et du Saint-Laurent, etla region des Appalaches (figure 1).

En deplt de I' Importance de ce fleuve,les donnees sur la composition en Ions majeursde cette eau sont rares et ne sont pas facile­ment comparables n'etant pas obtenues a partird'une etude systematique. De plus, tres peud' Information est dlsponlble sur la varlabl­lite salsonnlere de la composition lonlque.

Dans ce travail, nous avons tente d'eta­bllr, grace a un echantll lonnage systematique,les variations salsonnleres des Ions dlssousmajeurs et du materiel en suspension du fleuveSaint-Laurent en eau douce a proxlmlte de lavii Ie de Quebec, d'evaluer les tendances along terme et de calculer Ie transport desse Is a I' ocean.

CHAPITRE I

ECHANTILLONNAGE ET METHODES DE MESURE

,1.1 PRELEVEMENT DES ECHANTILLONS

Comme generalement Ie melange des eaux aI'amont d'une embouchure est non-homogene oustrati fie dans certains cas, II faut en tenlrcompte et conslderer la variation de plusleursparametres pour deflnlr avec certitude lesconditions du melange (Frenette et Verrette,1976). Plus encore, cet aspect devlent unelement essentlel pour les etudes portant surla pollution, la quallte de I'eau et I'evolu­tion des sediments afln d'etre certain d'asso­cler aux mesures In situ une Interpretationexacte des donnees.

2

Entre aout 1981 et septembre 1983, nousavans procede a un echantll lonnage systemati­que des eaux du fleuve Saint-Laurent environ4 heures apres I'etale de maree haute, a unInterval Ie blmensuel, a une station pres de laville de Quebec (46°45'33" N, 71°15'20" W),(figure 2). La station (station de controle)est sltuee en eau douce et, en tout temps, de30 a 40 kilometres en amont de la limite deI' Intrusion saline (Silverberg et Sundby,1979). A cet endrolt, la section transversaledu fleuve est d'environ 1 300 metres et laprofondeur est de 35 metres, I' Intensite et ladirection des courants y sont generes par lamaree et Ie debit fluvial. La propagation deI'onde de maree est toutefols la force motrlcedomlnante dans Ie developpement des courants.Les caracterlstlques des marees hautes etbasses a Quebec par rapport au zero maregra­phlque, d'apres la table des marees du Servicehydrographlque canadien sont:

Maree haute extreme 7,1 m~4aree haute de vlves-eaux 5,7 mMaree haute moyenne 4,8 mMares basse moyenne 0,8 mMaree basse de vIves-eaux -0,1 m~4aree basse extreme -1,3 mNlveau moyen de I' eau 2,6 m

Nous avons verlfie Ilhomogeneite de I'eaudans la region de cette station de controlehorlzonta!ement et verticalement, de meme queses variations en fonctlon des dlverses phasesde la maree, ainsl que I' Influence de sonaffluent, la rivlere Chaudiere. 1 Pour cefalre, nous avons determine une grille depositions d'echantlI lonnage:

Quant a I' Influence de dlffuseur d'egout dela vii Ie de Salnte-Foy (figure 2) sur I'eaus'ecoulant a cette station de controle, el Ieest negligeable; en effet, sur une sectionsltuee a environ 7 km a I'aval du diffuseurde la ville de Salnte-Foy, la dilution deI'effluent varle transversalement entre unmaximum de 1/125 000 et un minimum de1/15 000 - Roche et Assocles Ltee,communication personnel Ie, 1983.

3

Lac

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70°

FIgure 1. Bassin hydrologlque Grands Lacs - SaInt-Laurent.

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47'

QUEBEC

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SAiNTE-FOY

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FIgure 2. Region d'echantll lonnage.

- VarIatIons amont-aval (stations temoins ­figure 2)

T1 : 46°43'51" N 71°20'56" IvT2: 46°44'41" N 71°17'39" W

T3: 46°47'52" N 71 °12' 11" W

T4: 46°50'23" N 71° 9 ' 56" W

Le posltlonnement des points de mesures'est fait au moyen d'un apparel I modeleMini-Ranger Systeme I II de marque Motorola.

- Radiale nord-sud (figure 2)

Rl : 46°45'43" N 71°15'33" W

R2: 46°45'38" N 71°15'27" W

R3: 46°45'28" N 71 °15'14" W

R4: 46°45'23" N 71 °15' 8" W

- Panache de la Chaudlere (figure 2)

5

1966). Nous enreglstrons la temperature deI'alr et la pressIon atmospherique a I'alded'un thermometre et d'un barometre.

Durant I'hlver, quand I'eau est partlel­lement recouverte de glace, nous echantll lon­nons a partir d'un hellcoptere, utliisant lameme bouteille Nlskln.

Des Ie retour au laboratolre, au plustard 1 heure apres I 'echantl I lonnage, nousmesurons Ie pH d'un sous-echantll Ion et proce­dons au dosage de I'oxygene. Slmultanement,nous flltrons les echantliions pour ladetermInatIon des Ions dissous sur membraneNuclepore (0,45 ~m). Nous conservons I'eauflltree dans des boutell les (prealablementlavees avec HCI, puis rlncees avec H20 demlne­rallsee) de polyethylene a +4°C jusqu'aanalyse.

1.1.2 StatIons temoIns et oanache de laChaudlere

1.1.1 Station de contrale

Pl: 46°44'35" NP2: 46°44'40" NP3: 46°44'46" NP4: 46°44'52" NP5: 46°44'58" NP6: 46°45' 4" NP7: 46°45'14" NP8: 46°45'24" N

71 °16' 42" W71°16'42" W71°16'34" W71°16'25" W71 °16' 15" W71 °16' 5" W71°15'50" W71°15'35" W

Aux statIons temoins et aux stationsservant a delImIter I' Influence de la rlvlereChaudlere nous avons effectue Ie prelevementdes echantilions de la meme fa~on qu'a lastation de contrale. Comme pour cette dernle­re, tous les prelevements ont ete faIts a lameme phase de la maree, 4 heures apres I'etalede maree haute. La seule dIfference opera­tlonnel Ie est que nous avons mesure I'oxygenedlssous lmmedlatement sur Ie bateau a I'aided'une electrode speclflque Orion.

Nous avons effectue les operatIonssulvantes a la statIon de contrale. Nousprelevons les echantll Ions a partir du pontd'un petit bateau avec une boutell Ie de typeNlskln de 5L a une profondeur de 1 m et nousmesurons la temperature de I'eau Immedlatementa I'alde d'un thermometre. Ensulte, noussoutlrons un sous-echantll Ion de la boutell IeNIskln servant a la mesure de I'oxygenedlssous que nous flxons Immedlatement paradditIon de reactlfs (Carrltt et Carpenter,

1.1.3 Radiale nord-sud

Sur la radiale nord-sud la methoded'echantilionnage fut la meme que cel Ie desstations temoIns et du panache de la Chaudiereexcepte que des prelevements ont ete faIts a 6profondeurs pour chacune des stations.

1.1.4 Station fixe

A la station fixe, nous effectuons Ieprelevement des echantll Ions a 3 profondeurs(surface, ml-profondeur, pres du fond) achaque heure, pendant 25 heures. La methoded'echantll lonnage est la merna que pour lesstations temoins et les stations du panache dela Chaudiere.

Entre chacun des prelevements, un profllcourantometrlque a ete effectue a I'alde d'uncourantometre Endeco type 1014.

1.2 MESURES ET DOSAGES

Le tableau 1 donne I'ensemble des mesureseffectuees et I'erreur analytlque assoclee achaque methode.

1.2.1 Sodl um

Nous avons utilise un chromatographeionlque Dionex modele 20 pour determiner laconcentration en sodium dans les echantilionsd'eau. L'echantil Ion d'eau est pompe atravers une colonne separateur (reslne echan­geuse de cations) et une colonne suppresseurutll isant HCI 0,005 M comme eluant. Les Ionssent doses par un detecteur de conductlvlte.Nous Identlflons les Ions sodium et determl­nons leurs concentrations dans les echantll­Ions d'eau en comparant les temps de retentionat la hauteur des plcs a ceux de solutionsetalons. L'erreur experlmentale, determlneepar I'analyse en double ou en triple de 9echantil Ions, n'excede pas ± 0,08 mmol.L-1

pour une mesure Indlvlduel Ie d'un echantll Ionde 0,45 mmol.L-1•

6

1.2.2 Potassium

Nous avons utilise une methode d'absorp­tlon atomique pour la determination du potas­sium. L'apparell que nous avons employe estun Perkin-Eimer modele 5000. ~bus melangeonsune aliquote de I 'echantilion avec une solu­tion de chlorure de lanthane et Ie melangeresultant est aspire dans une flammeair/acetylene. L'absorbance est mesureespectrophotometrlquement a 766,5 nm et nous lacomparons a celles de solutions etalons depotassium. L'erreur experimentale, determlneepar I'analyse en double ou en triple de 19echantil Ions, n'excede pas ± 0,005 mmol.L-1

pour une mesure Indlvlduel Ie d'un echantillonde 0,04 mmol.L-1 •

1.2.3 Magnesium et calcium

Comme pour Ie potassium, nous util Isonsune methode d'absorptlon atomique pour ladetermination du magnesium et du calcium dansles echantilions d'eau. Nous mesurons lesabsorbances a 202,6 nm pour Mg et a 422,7 nmpour Ca et les comparons a celles de solutionsetalons de magnesium ou de calcium respective­ment. Les interval les de confiance pour unemesure Indlviduelle, que nous avons determinespar la mesure en double ou en triple d'unedlzalne d'allquotes, n'excedent pas± 0,005 mmol.L-1 Mg et ± 0,03 mmol.L-1 Ca,pour des echantilions de 0,26 mmol.L-1 enmagnesium et 0,73 mmol.L-1 en calcium.

Nous avons mesure Ie pH des echantll Ionsen utilisant un pH metre i~trohm (modele E588)et une electrode comblnee ~13trohm calibresavec des solutions tampons. Pour evlterI' Introduction de C02 atmospherlque, nousfalsons les determinations dans une cellulefermee. Nous ramenons les valeurs de pH a25°C selon la methode de Gleskes (1969).

7

Tableau 1. Methodes physlco-chlmlques utilisees pour I'analyse des eaux - erreur analytlque pourune mesure Indlvlduel Ie.

, .. ..PARAMETRE METHODE TYPE ETENDUE DES ERREUR CONCENTRATION ERREUR ANA-

O'APPAREIL CONCE~TRATIONS ANAL YTIQUE AYANT SERV IE LYTIQUE,MESUREES ABSOLUE A OETERM INER RELATI VE..(MIN. -MAX. )* (POUR UNE L'ERREUR EXPE- (POUR UNE

MESURE IN- RIMENTALE* f-1ESURE INDI-DIVIDUELLE)* VIDUELLE)**

Na+ chromatograhle Olonex 0,1-0,6 0,08 0,45 18lonlque modele 20

K+ spectrophotometrle Perkin-Eimer 0,02-0,05 0,005 0,04 13(absorption atomique) modele 5000

Mg2+ spectrophotometrle Perkin-Eimer O~ 1-0,3 0,005 0,26 2(absorption atomique) modele 5000

ci+ spectrophotometrle Perkin-Eimer 0,2-0,9 0,03 0,73 4(absorption atomique) modele 5000

pH potentlometrle pH metre 6,4-8,2 0,2 7,6 3t-4etrohmmodele E588

CI- titration avec Radiometer 0,1-0,9 0,02 0,24 8

SC42-Ag N03 systems OTS834chromatograph Ie Dlonex 0,1-0,3 0,02 0,58 3ionlque modele 20

AI calinite titration potentlo- Radiometer 0,3-1,6 0,08 1,32 6metrlque systems OTS834

Oxygene iodometrle (methode 0,2-0,4 0,014 0,33 4dlssous de Winkler)

po Iarograph Ie electrode spe- 0,2-0,4 0,016 0,29 6(cell ule de CI ark) c I f I que Or Ion

model e 97-08Materiel filtrations et f I Itres Nuc Ie- 2-40 4*** 11 36***partlcu- pesees pore 0,45lJm et 9 6 150lalre en balancesuspension Mett Ier ME30

*.**.***.

ConcentratIons en mmol.L-1 sauf pH (unites de pH), materiel partlculaire en suspension (mg.L- 1).En %.Erreur experlmentale pour une mesure faite en double.

L'erreur experlmentale, determInes par lamesure en double de 12 echantlilons, est de± 0,2 unIte de pH pour un pH de 7,6.

1.2.5 Sulfate

Pour doser Ie sulfate dans les echantll­Ions d'eau, nous utlllsons Ie chromatograph Ielonlque. La methode est semblable a celIedecrlte pour la determInatIon du sodIum al'exceptlon de la nature de l'eluant et de lacolonne. Cette dernlere est une reslneechangeuse d'anlons utlllsant un melangeNazC03 0,0015 Met NaOH 0,0022 Mcomme eluant.L'erreur experlmentale, pour une mesureIndlvlduelle, que nous avons determlnee par lamesure en double ou en trIple d'une dlzalned'allquotes, n'excede pas ± 0,02 mmol.L-1

S04Z- pour des echantlllons de 0,24 mmol.L-1

en sulfate.

1.2.6 Ch lorure

Nous avons determIne les concentratIonsen chlorure par tItratIon avec AgN03 et detec­tIon potentlometrlque du surplus d'argent.Nous effectuons ces mesures avec un doseurautomatlque RadIometer (DTS 834 AutoplpettlngTItratIon System). Un couple d'electrodesRadIometer K6040 at P4040 a assure fa prIse delecture. L'erreur experlmentale pour unemesure Indlvlduelle, determlnee par la mesureen double de 8 echantlllons, n'excede pas± 0,02 mmol.L-1 CI- pour une concentratIon enchlorure de 0,58 mmol.L-1•

1.2.7 Alcallnlte totale

Nous avons effectue la mesure de I'alca­Ilnlte totale par dosage potentlometrlque avecHCI J usqu'au poInt-equIvalent des bIcarbona­tes. Nous avons faIt tous les dosages avec undoseur automatlque RadIometer (DTS 834Autoplpettlng TItratIon System). Un couple

8

d'electrodes RadIometer G2040 C et K4040 aassure la prIse de lecture. L'erreur experl­mentale, calcules grace a I'analyse en doubleou en trIple de 5 echantlllons, n'excede pas± 0,08 mmol.L-1 HC03- pour une mesure Indlvl­duene d'un echantlflon de 1,32 mmol.L-1 anb!carbonate.

1.2.8 Oxygene dlssous

A la statIon de controle, nous detarml­nons la teneur en oxygene dlssous par lamethode de WInkler modI flee par Carrltt etCarpenter (1966). L'erreur experlmentale, surune mesure Indlvlduelle, calculee grace a 7determInatIons Independantes d'un echantlllondont la taneur en oxygene etalt d'envlron0,33 mmol.L-1, n'excede pas ± 0,014 mmol.L-1

0z (± 5% saturatIon).

Aux statIons servant a verIfIer I'homoge­nelte du melange fluvIal, nous avons obtenu lamesure de la teneur en oxygene dlssous aI'alde d'une electrode speclflque OrIon modele97-08. L'erreur experlmentale, surune mesureIndlvlduelle, calculee grace a 5 determIna­tIons Independantesd'un echantlflon dont lateneur en oxrgene etalt d'envlron0,29 mmol.L- , n'excede pas ± 0,016 mmol.L-1

(± 5% saturatIon).

Le taux de saturatIon se calcule facIle­ment en connalssant la solublllte de I'oxygenedans I'eau et la temperature de I'echantlllonlors de sa prIse.

1.2.9 MaterIel partlculalre en suspensIon

Nous avons determIne les quantltes dematerIel en suspensIon par fIltratIon, surflltres Nuclepora (0,45 ~m), des echantlllonsd'eau. Nous avons faIt secher les flltres atemperature amblante pendant 24 heures avantde les peser sur una mIcro-balance ~~ttler

ME30. L'erreur experlmentafe, determlnee parfa mesure en doubfe du materlef partlcufalreen suspensIon de 8 echantlffons, n'excede pas± 4 mg.L-1 pour une mesure falte en doubfe(statIon de controfe) et n'excede pas± 9 mg.L-1 pour une mesure Indlvldueffe(statIons servant a verIfIer f'homogenelte duffeuve a son embouchure).

Le d~lt du ffeuve a Qu~ec, pour 1981 etJusqu'en septembre 1982, nous vlent de donneesfournles par fe ServIce de meteorofogle dumlnlstere de f'Envlronnement du Quebec(J. Dezlef). De septembre 1982 a septembre1983, fes mesures provenant d'EnvlronnementQuebec n'etalent pas encore dlsponlbfes, nousavons estlme fes debIts pour cette perlodegrace au cafcuf de fa contrIbutIon des trlbu­talres du ffeuve SaInt-Laurent, entre Montreafet Quebec, en utlflsant fes rapports moyens(moyennes mensueffes sur 30 ans) entre fesd~lts des trlbutalres et ceux duSaInt-Laurent a Montreaf. Nous avons ensulte~oute fes debIts cafcufes des trlbutalres auxvaleurs mesurees dans fe SaInt-Laurent aMontreaf.

Les donnees sur fe d~lt du SaInt-Laurenta Montreaf (VI f fe Lasaf fe) nous vlennent de faDIrectIon des ressources en eau d'Envlronne­ment Canada (N.W. RIce).

9

CHAPITRE 2

RESULTATS ET DISCUSSION

2.1 REPRESENTATIVITE DE LA STATION DECONTROLE

2.1.1 Innuence de fa Chaudlere

La statIon de controfe est sltuee aenvIron 2,5 km a f'avaf de f'embouchure de farlvlere Chaudlere (fIgure ~). Les fIgures 3a,3b et 3c montrent fa varIatIon de f'abondancede dIvers Ions en fonctlon de fa dIstance def'embouchure de fa rlvlere Chaudlere, endIrectIon de fa statIon de controfe.

Ces resuftats, sur f'abondance de dIversIons en fonctlon de fa dIstance de f'embouchu­re de fa rlvlere Chaudlere, Indlquent quef'eau du ffeuve SaInt-Laurent est refatlvementhomogene a partIr de fa statIon P4 et nouspermettent de concfure qU'a fa statIon decontrefe, sltuee un peu en avaf de fa statIonP8, on se sltue en dehors de fa zoned' Inffuence de fa rlvlere Chaudlere.

2.1.2 VarIatIons fongltudlnafes (statIonstemoIns)

Nous nous sommes egafement Interesses auxvarIatIons amont-avaf (statIons Tl a T4,fIgure 2). Les varIatIons des vafeurs obte­nues pour toutes fes especes lonlques dlssou­tes, fe pH et fe materlef partlcufalre ensuspensIon sont pfus falbfes que f'erreuranafytlque assoclee a chacune des methodes(fes donnees sont rapportees a f'annexe 2).Ces resuftats nous permettent de concfure af'homogenelte fongltudlnafe de f'eau dans faregIon s'etendant de part et d'autre de fastatIon de contrefe.

10

PRtJRCHE DE LR CHAUSIE~~PRNRCHE DE LR CH~U=:E~~

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FIgure 3a. Panache de la Chaudlere - concentrations (mmol.l-1) en Na+, K+, Mg2+ et Ca2+ a chaquestation - variations avec la distance de I'embouchure de la Chaudlere.

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FIgure 3b. Panache de la Chaudlere - pH et concentratIons (mmol.L-1

) en cr-, s~2- et alcal Inltatotale a chaque station - varIatIons avec la distance de I 'embouchure de la Chaudlere.

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FIgure 3c. Panache de la Chaudlere - saturation en oxygene dlssous et concentration en materielpartlculalre en suspension a chaque station - variations avec la distance de I'embouchurede la Chaudlere.

2.1.3 RadIale nord-sud

Pour completer I 'etude horlzontale etvertlcale de la masse d'eau dans la regIon dela statIon de controle, naus avans recuelilldes echantliions d'eau sur une radIale(statIons Rl a R4, fIgure 2); des prelevementsfurent faIts a 6 profondeurs pour chacune desstatIons. Le tableau 2 donne les coeffIcIentsde varIatIon (Six. 100) des parametresmesures a chaque statIon de la radIale. Ladernlere colonne Indlque cette varIatIon pourI 'ensemble des statIons prlses globalement.Ces resultats montrent que les coeffIcIents devarIatIon a chaque statIon sont plus falblesque sur I 'ensemble de la radIale, II sembledonc qu'une heterogenelte exlste entre lesstatIons mals, pour chacune des statIonsprlses Indlvlduellement, on n'observe pasd'heterogenelte avec la profondeur.D'alileurs, sur I 'ensemble de la radIale, laseule correlatIon signIficatIve (p = 0,05)avec la profondeur est observes pour I'oxygenedlssous (fIgure 4).

A I 'exceptIon de I 'oxygene dlssous, onobserve une correlatIon Ilnealre entre laposItion par rapport aux rIves at les parame­tres mesures (fIgures 5a, 5b et 5c). Alnsl,I 'eau du cote de la rIve sud du Saint-Laurent(statIons R3 et R4), a la hauteur de Quebec,semble plus cancentres en sels que celie ducote de la rIve nord (statIons R1 et R2); deplus I 'eau semble etre un peu plus oxygeneepres des rIves.

Nous avons calcule (tableau 3) quelquesrapports lonlques pour Mg2+ et Ca 2+. LescoeffIcients de varIatIon de ces rapportslonlques sont Inferleurs a 3% pour I'ensemblede la radiale. Une analyse de la varianceeffectues sur ces memes rapports lonlquespermet de degager I 'existence de rapportslonlques slgnlflcatlvement dlfferents, aunlveau 0,05, d'une station a I 'autre dans Iecas de Mg2+/HC0 3- et Ca 2+/S0 42-. Par contre,II n'exlste pas de correlatIon Ilnealre

13

sIgnIfIcative (au nlveau 0,05) entre laposition par rapport aux rIves et ces memesrapports lonlques.

Cas dernleres observatIons coup lees auxprecedentes permettent de deceler la presencede types d'eau aux caracterlstlques chlmlquesdlfferentes d'orlglnes probablement dlfferen­tes d'une rIve a I 'autre du Saint-Laurent.Cependant, compte tenu de I 'ordre de grandeurdes varIations observees (tableau 2) et dufaIt que nous sommes a la limIte de resultatsstatlstlquement slgnlflcatlfs, nous croyonspouvolr conslderer Ie melange comme homogenesans Introdulre d'erreur Importante.

2.1.4 StatIon fIxe

A la statIon fIxe (figure 2), nous avonsetudle la varIation de la concentratIon desprlnclpaux constltuants en fonctlon des dlver­ses phases de la mares. Pour ce falre, achaque heure, pendant 25 heures, nous avonspreleve des echantlllons d'eau a 3 profon­deurs. Le tableau 4 montre les coeffIcIentsde varIatIon et les Ilmltes Inferleures etsuperleures des concentrations que I 'on a puobserver pour chaque element au cours de ces25 heures, en surface, a ml-profondeur et enprofondeur.

Sauf pour O2 dIssous et K+ des echant 11­Ions de surface, les coeffIcIents de varIationsont toujours Inferleurs ou egaux a 3%. Deplus, que ce solt en surface, a ml-profondeurou encore pres du fond, la varIation relatIvereste la meme pour chaque element.

Dans Ie but d'etudler I 'eventuallte d'uneInfluence marIne, nous avons observe la varIa­tion des chlorures. Nous avons pu degager,par autocorrelatIon et analyse harmonlque(tableaux 5 et 6), des perlodes d'osclilationsde 6 at 12 heures. Ces memes perlodesd'osclilatlons ont ete mlses en evidence par

14

Tableau 2. Radiale nord-sud - coeffIcients de variation (%).

STATIONS

R1 R2 R3 R4ENS8~BLE DE

LA RAD IALE

Na+

K+

Ml+ 2 2 5

Ca2+ 2 4

pH 0 2

Cl- 2 4

SO 2- 0 0 3 2 54

HC03- 3 4

°2 (% S) 4 2 3

I~PS

L'etendue des donnees est < que I'erreur experimentale.

15

RADIALE NORD-SUD... ... ++

...... .........

.........

... ...-1& '"

'" '"......E '"..., ...

~-15 ...

0L-a.

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cg--02 (~Sat.)

FIgure 4. RadIale nord-sud - relatIon %saturatIon en oxygene et profondeur.

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FIgure 5a. RadIale nord-sud - concentratIon moyenne (mmol.L-1) en Na+, K+, Mg2+ et Ca2+ a chaquestatIon - varIatIons avec la dIstance de la rIve sud du SaInt-Laurent.

17

Radiale - moy. cheque stat. R Radiale - mOjo a chaque stat. ~

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7.5

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WStations R

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Stations R

RadIale - mOjo a chaqwe :::ta":;.. F-? Radiale - may. chaque ::::;:.a't.. :;

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Stations R

r I! r I I

< 2a t I I I I

Ud:--jk-----J"!.~.~a; 12ee D~st.

.25

II...

oLO

F1gure 5b. RadIale nord-sud - pH moyen et concentratIon moyenne (mmol.L-1) en CI-, SC42- at alcal Inltetotale a chaque statIon - varIatIons avec la dIstance de la rIve sud du SaInt-Laurent.

18

Radiale - mey. a chaque s~a:.

Radiale - may. a chaque stat. R

112

125

12.

",~GO

'"0)

0 95

L~I,~-r<--".-_.~_1200

Stations R

...J"­OJE

~-r--",--~__- 122.

Stations R

FIgure 5c. RadIale nord-sud - saturatIon en oxygene moyenne et concentratIon moyenne en materIelpartlculalre en suspensIon a cheque statIon - varIatIons avec la dIstance de la rIve sud duSaInt-Laurent.

19

Tableau 3. RadIale nord-sud - Mg2+ et Ca2+, rapports molalres.

numerateur

denomlnateur

0,48-0,50 1,42-1,44

so 2­4 1,12-1,14

0,177-0,184

3,23-3,42

0,52-0,53

20

Tableau 4. Statlo~ fIxe -coeffIcIents de var!atlon - concentratIons mlnlmales et maxlmales.

SURFACE MI-PROFONDEUR PROFONDEUR

o - 10 m > 10 - 20 m > 20 m

Coeff. MIN - MAX Coeff. MIN - MAX Coeff. MIN - ~-1AX

Var. Var. Var.(%) (%) (%)

Na+ -* 0,40-0,47** 0,40-0,45 0,40-0,43

K+ 4 0,032-0,039 0,034-0,037 0,034-0,036

Ml+ 2 0,242-0,261 2 0,244-0,263 2 0,248-0,261

ci+ 2 0,74-0,81 2 0,75-0,82 2 0,73-0,80

pH 2 7,4 - 7,9 2 7,5 - 7,9 2 7,5 - 7,9

CI- 3 0,50-0,55 2 0,51-0,54 2 0,51-0,54

SO 2- 3 0,21-0,24 0,22-0,23 0,22-0,244

HC03- 2 1,35-1,46 2 1,37-1,46 1,37-1,44

Oz 6 0,26-0,34 6 0,27-0,34 6 0,27-0,34

02 (% sat.) 7 92 121 6 95 119 6 94 119

MPS (mg.L-1) 2 - 8 5 - 7 4 - 7

* -: L'etendue des donnees est plus petIte que I'erreur experlmentale.

**. Les concentratIons sont en mmol.L-1 •

21

Tableau 5. StatIon flxe - chlorure: autocorrelation.

PAS CaRRE LATION DEGRES DE LIBERTE,

SIGNIFICATIVITE,A 90%

0 1.00 241 0,19 232 -0,26 223 -0,21 214 0,24 205 -0,29 196 -0,48 18 *7 -0,11 178 -0,10 169 -0,39 15

10 -0,13 1411 0,58 13 *12 0,31 1213 0,27 11

-" < 90%*. > 90%

22

Tableau 6. StatIon fIxe - chlorure: analyse harmonlque.

HARMONIQUE PER lODE %;(-,

% CUMULE

1 26,0 1,7 1,72 13,0 32,7 34,43 8,7 1,4 35,84 6,5 11,7 47,55 5,2 0,9 48,36 4,3 2,9 51,27 3,7 32,0 83,2

*. FractIon de la varIance de la serle quI est expllquee par I 'exIstence d'une perlode donnee.

correfatlon croIsee, test dans lequel on aobserve une correlatIon Inverse entre lavltesse des courants et les concentratIons enchforure (tabfeau 7), Alnsl, quolque tresfalbfe, I' Inffuence marIne a notre statIonexIsts. Nous evons mInImIse cat effet, forsde notre echantlllonnage regufTer, en prele­vant f'eau 4 heures apres I'etale de mareehaute (fIgure 6), au moment ou I'ecoulementaval est maxImum, nous assurant alnsl d'unechantlflon fe pfus representatlf posslbfe deI'eau douce du Salnt- Laurent.

2.1.5 ConclusIons

Pour avolr une bonne evaluatIon de lacomposItIon chImIque des eaux douces duSaInt-Laurent pres de la vIlle de Quebec, nousdevlons tenlr compte de I'homogenelte dumelange, de l'lntegratlon des trlbutalres etde la I ImItatIon de I' Influence marIne. Leretreclssement du fleuve a la hauteur deQuebec, Ie J eu des marees et Ie renversementdes courants sont les facteurs quI ont prevaludans Ie cholx de la regIon de la statIon decontrole. Les resultats precedents vlennentconflrmer ce cholx et permettent de conclureque la statIon de controle est representatIvede la composItIon moyenne des eaux duSaInt-Laurent devant Quebec.

,2.2 VARIATIONS SAISONNIERES

2.2.1 VarIatIons des Ions dlssous et dumaterIel en suspensIon

Entre aout 1981 et septembre 1983 nousavons preleve deux· fols par mols des echantll­Ions d'eau dans Ie SaInt-Laurent, a la statIonde controle (fIgure 2). Le tableau 8 donneles concentratIons moyennes, mlnlmales etmaxlmales et les coeffIcIents de varIatIonpour les 10 parametres mesures lors de cetteper lode.

23

Ranges d'apres leurs concentratIonsmoyennes exprlmees en mmof.L-1 d'equlvafents,nous obtenons pour fes catIons Ca2+ > Mg2+ >Na+ > K+ et pour fes anIons HC03- > Cl- >S042- Les concentratIons moyennes se rappro­chent de cel Ies deJ a pub I lees (Llv Ingstone,1963; PelletIer et Lebel, 1980; SubramanIanet d'AngleJ an, 1976; Yeats et Sewers, 1982).Alnsl, comme 98% des eaux de surface dans Iemonde, fes eaux douces du fleuve SaInt-Laurentactuef sont caracterlstlques d'une eau blcar­bonatee cafclque. $efon fa cfasslflcatlonproposee par GIbbs (1970), ces eaux appartlen­nent au sous-groupe chforure-magneslen, 15%des eaux de surface sur une base mondlafe,lequel est prlnclpalament assocle aux bassInssedlmentalres (Meybeck, 1981).

Le fleuve SaInt-Laurent dralne un bassInd'envlron 1,2 x 106 km2 compose en grandepartIe de roches crlstal lInes du Boucl lercanadIen. La couverture superfIcIelle d'unegrande partIe de la regIon en bordure desGrands lacs et du fleuve SaInt-Laurent estcomposee de materIel sedImentaIre. Cesmaterlaux sont des sedIments de la mer deChamplaIn quI ont ete deposes durant I' Inva­sIon marIne de la vallee, quI a sulvl Ie reculdes glacIers contInentaux quI avalent penetredans cette regIon au cours de la perlodeglaclalre. Ces sedIments flnement granulessont beaucoup plus susceptlbles a I'eroslonmecanlque et au transport que les rochesreslstantes du Beucller canadIen (Yeats atBewers, 1982).

Les fIgures 7a, 7b, 7c et 7d montrentI'abondance des dlfferents parametres etudlesen fonctlon des sal sons; Ie tableau 9 en faItun resume.

Les Ions dlssous varlent tous de la mernef890n au cours des sal sons: les concentra­tIons sont presque constantes toute I'anneesauf au prlntemps, aU par contre, on observeune dImInutIon sIgnIfIcatIve de la concentra­tIon de chacun des Ions.

24

Tableau 7. StatIon fIxe - chlorure at vltesse des courants: correlatIon croIsee.

:J: ,. .. .. ..PAS CORRELATION DEGRES DE LIBERTE SIGNIFICATIVITE SIGNIFICATIVITE,

A 90% A 95%

-13 -0,38 11-12 -0,60 12 * **-11 -0,53 13 * **-10 -0,28 14-9 -0,21 15-8 0,26 16-7 0,55 17 * **-6 0,57 18 * **-5 0,15 19-4 0,04 20.;.3 0,22 21-2 0,18 22-1 -0,13 230 -0,37 24 *1 -0,44 23 * **2 -0,40 22 * **3 -0,21 214 0,17 205 0,43 19 * **6 0,29 187 0,13 178 0,23 169 0,45 15 *

10 0,18 1411 0,03 1312 -0,27 1213 -0,36 11

_. < 90% et/ou < 95%*. > 90%H. > 95%:J:: pas Il_Ilveut dIre que la varIable chlorure devance la varIable vltesse des courants.

pas "+" veut dIre que la varIable vltesse des courants devance la varIable chlorure.

25

w'w0::: 6c:::r~

c:::r...J 4w_a Ewa- 2:::>I-

. ...J

~ 0c:::r

ECOULEMENTAVAL

JOUR30 JUiN 1983

~c:::r-0::: j" 200:::>()0\1)u(/)(J).w E 0 -+--'---I~..,.---r-+-...L---L_.l..---'--',-.,...--.--,l-JL...--L...---J'--

a () ECCULEMENTw- AMONT(J)ffj 200t=> 29 JU/N /983

16 20 o 4 8 12 16 HAE

FIgure 6. StatIon fIxe - caracterlstlques de fa maree - vltesse et dIrectIon du courant.

26

Tableau 8. Station de controle - concentrations moyennes, mlnlmales et maximales - coeffIcIents devarIation.

CONC. MOYENNE* CONC. CONC. COEFF. DEMI NII~ALE MAX IMALE VARIATIONH

Na+ 0,45 0,21 0,57 18

K+ 0,038 0,025 0,050 11

r-1g 2+ 0,259 0,125 0,298 15

Ca2+ 0,73 0,38 0,84 13

pH 7,8 7,4 8,0 2

Cl- 0,58 0,33 0,89 18

SO 2- 0,24 0,12 0,29 154

HCO - 1,32 0,31 1,56 173

I: catlons*** 2,47 1,25 2,84 14

I: anions 2,38 1,16 2, 78 14

I: anions/I: cations 0,96 0,91 0,99 2

°2 0,33 0,21 0,43 19

02 % Sat. 91 75 105 8

M.P.S. 10**** 3 29 25****

Debit 12 800 9 800 19 200 21

Temperature de I'eau 10,0 0,2 23,0 78

*: Concentrations en mmol.L-1 sauf pH (unItes de pHl, Oil' sat. ([concentratIon 02mesuree/concentratlon 02 a saturatlon).100l, materIel partlculalre en suspensIon M.P.S. (mg.L- 1l,temperature (OCl, debit (m 3.sec- 1l.

**. Coefficients de varIation en %.

***. Somme cations et somme anIons, concentratIons en mmol.L-1 d'equlvalents.

****: Calcule a partir des donnees de concentration de M.P.S. exprlmees sous forme logarlthmlque.

27

Station de cont~6le St~tien de centrale

19000

17000

~

"("j 15000E

+>-.0'010

13000

11000

9000

l-1981---1982--·-"--!98~-

+'"z

-1981--- 1982-----,ge3--

.06

11

04r~/t \/I li

.02 tII

o.oat;.,,.,5:-;;'0'-;;-'N:-;;",,"!O"'"'pC;;,,,;-:;-,A ''''"''''''",''''"0'-""0'''''5''''''0'-'''''''''0,"".,.,..,.'="'''''-'o,=",'77J ,'77J ''''''0''''''''5'0

-1981--- '982---'--1983-

++Ol=

.10

0.00 .... ' 5'0'.': 'O!.,i ;~, \4'A".1' J '.J' :"$',':)"I''J ' ... 'C" ·,l'j.'\ol'; 'j ';. 'S '0

-198[--- 1982--- --1983-

.'10 I s/Rnnee

FIgure 7a. statIon de controle - variatIons salsonnleres du dSblt et des concentratIons (mmol.L- 1) enNa+, K+ et Mg2+.

28

, de controleStatIonde controleStation

,60

++"u

1.00

,80 (~ /'N\I' \ tr y

tv/

407.0

.20

I~'A'M'~'AiM'J'J'.:\'SIQ'N10f.; 'F0.00 r:iTS"'O""-:;-:N''l,!J','FTF'~~'A'" '~---'983~'-,,1982-'981-

6.0~' S;·j' '.';! J 'F' - 'A'A "A' ~ ...

- :98:--'-- !982

to s '".::.' 5' C'~'O'~ ""·,{'.:;.-'A',j ~

, -, -1983 - ,-

1.00 .50

.80

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40

1

3O~\r~"20

1I

.10

0.00 ~A'S'O""OIJ'F'WA'M'J'; 1983

-'981--- :982

1I..,.

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VV V\

\AOr

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I.20 r

I '."'"'.n'nI "~'A'M""'A'S'Q'''''iJ0.00 'A'S'O'''''" 1983

'--1982-1981-

1

U

MOi",/Annee Mois/Rnnee

Flgure 7b. varlatlonsntrole -Statlon de co 2-2+ CI- et S04 •Ca I

Cmmol.L-1) enncentratlonsdu pH et des cosalsonnleres

1

'"oU::J:

29

Stati.on de contrale

.30

-1981--- !982---'--!983-

40

..."III~

(\J

o

Station de contrale

110

50 ':.1 5 '_"'1 'Of; 'r:' "';.0.'\1' ~ 'J' A'S' O'N'O I..; 'C" ... ·A'M·J 'J '.1'5 'r;

-1981--- '982--- --1983-

3.5

30

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E 20

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10

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III

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

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I

o ,~i S' <)'."l i OJ; '="' ...'A'M' J i J j 01' S' C'N'D I; 'C'M'A 'M';' J i.o, '5 '0

-1981--;-- 1982---'--1983-

Mo 1s/Annee

.5 ·AjS'O'N'!)jJ;;:"A'A':',Il'J'J'l).iS'O'N'DIJ';:-"A·A'V1''';'J'~·S'0

-1981---1982--- --!983-

FIgure 7c. StatIon de contrale - varIatIons salsonnleres de I'alcallnlte (mmol.L-1 HC03-l, de lasaturatIon en Oz dlssous (%l, de la concentratIon en materIel partlculalre en suspensIon etde la somne des catIons majeurs (mmol.L-1 d,equlvalents).

30

Station de contr6Je Station de controle

3 5 1 10

3.0

2.5

r LOa ic: ..

t\1~VWI¥"2 0 i "., U

E,

Ea

rc:

en a:

1.5 .90

1.0

. 5 ~'5'0' ~J '01..J i"i "'4'A 'M' J (J' A' S i O'N'O IJ 'F 'M'AiM'.; i J fA'S 10

-1981---1982---,--1983--

:'10 i s/F!nnee

.80 IA/Si o ' ~'oj.; i <:1 'A'A'M' J' J' A' S 1O'N'O IJ 'l:' '",,'A'M',J 'J 'Ii is 10

-1981--- 1982---'--1983--

Flgure 7d. Statlon de contrale - varlatlons salsonnleres de la somma des anlons m~eurs (mmol.L-1

d'equlvalents) at du rapport somma des anlons/somme des catlons.

31

Tableau 9. Station de contrale - variations salsonnleres.

ETE, AUTOMNEET HIVER*

PR INTEMPS

Na+ 0,4-0,55 0,2-0,35

K+ 0,035-0,045 0,02-0,03

Mg2+ 0,25-0,3 0,1-0,2

ci+ 0,7-0,8 0,4-0,6

c,- 0,5-0,7 0,3-0,4

SO 2- 0,25-0,3 0,1-0,24

HC03- 1,3-1,6 0,3-1,1

*. concentratIons en mmol.L-1 •

II est a remarquer que les observatIonsde la deuxleme annee de I 'etude mettent enevIdence les memes varIatIons que cellesmesurees durant la premIere annea. Aussl,contralrement a Yeats et Sewers (1982), nousobservons que les chlorures varlent sulvant Iesalson; cependant, a I' lnstar de ces auteurs,nous ne detectons pas de varlablilte temporel­Ie pour Ie pH qu I osc II Ie touj ours autour de7,8. La concentratIon de I'oxygene dlssousest quant a elle pres de la saturatIon danstous les echantll Ions.

Contralrement aux observatIons preceden­tes sur les Ions dlssous, on dlstlngue auprlntemps un maxImum dans les concentratIonsde materIel partlculalre en suspensIon quIs'elevent jusqu'a 30 mg.L-1 • Le reste deI'annee, les concentratIons varlent peu; enete, elles s'abalssent a envIron 5 a10 mg.L-1 , en automne elles semblent remontera pres de 10 a 15 mg.L-1 pour flnalementrevenlr a un nlveau sembi able au nlveauestlval au cours de I'hlver (fIgure 7c).

Frenette et Verrette (1976) ont soullgnela tras forte quantlte de sedIments transpor­tes en perlode de crue tant par les trlbutal­res que par Ie SaInt-Laurent lul-meme; lis ontnote cependant que I 'erosIon du lIt duSaInt-Laurent contrlbue tras peu a la chargesol Ide en suspensIon. II semble done que lacharge prlntanlare provlendralt surtout destrlbutalres et de I 'erosIon de leurs Ilts.Pour Frenette et Verrette (1976), II estprobable qU'une partIe des sol Ides en suspen­sIon (ceux de plus grande tall Ie) sedlmententprogresslvement dans Ie lac SaInt-PIerre pourse mouvolr contlnuellement, au de fa~on

Intermlttente avec les crues, sur les fondsjusqu'a I'exutolre pour etre ensulte remls ensuspensIon avec I 'acceleratIon des courants.Cecl peut contrlbuer a la plus grande chargepartlculalre du SaInt-Laurent au prlntempsdevant Quebec.

On observe donc une elevatIon de laconcentratIon du materIel partlculalre en

32

suspensIon au prlntemps et posslblement uneautre en automne. Quant au materIel dlssous,les concentratIons sont presque constantestoute I'annea (somme des catIons: 2,5 a3 mmol.L-1 d'equlvalents), sauf une dImInutIonau prlntemps (somma des catIons: 1,2 a2 mmol.L-1 d'equlvalents).

2.2.2 Bllan lonlgue

Dans Ie but de s'assurer que tous lesIons majeurs ont ete analyses, nous avons faItla somme des anions et celie des catIons,assumant que I'eau est electrlquement neutre.La somme des anIons et la somma des catIonsdolt s'equll Ibrer sl I'analyse est complete etprecIse. Le tableau 8 montre que Ie rapportL anlons/L catIons se sltue entre 0,91 et0,99, Indlquant de petIts ecarts quI sesltuent en-de~a des IncertItudes analytlques.

2.2.3 ProportIons lonlgues

La fIgure 8 donne la contrIbutIon dechaque anIon a la charge lonlque negatIvetotale et la contrIbutIon de chaque catIon ala charge lonlque posItIve totale.

La contrIbutIon de chaque Ion parmI lesIons de merna charge est restea relatlvementconstante pour toute la perlode de I'etude ­sauf en deux moments precIs pour lesquels noussoup~onnons une erreur de manIpulatIon; enconsequence nous ne voulons pas rlsquerd'lnterpreter les resultats obtenus a ces deuxoccasIons. La contrIbutIon de Na+ parmI lescatIons se sltue entre 16 et 21%, cel Ie de K+

2entre 1,3 et 2,1%, celie de Mg + entre 20 et22% et cel Ie de Ca2+ entre 56 et 63%. LacontrIbutIon de CI- parmI les anIons se sltuetyplquement entre 20 et 28%, cel Ie 5°42- entre18 et 22% et celie de HCC3- typlquement entre50 et 58%.

CAT ION S

33

Ma+ (11 II)

ANIONS

Cl- (2~ II)

K+ (l.ildI)

"02+ (21 II)

HC03- (~~ II)

FIgure 8. StatIon de contrale - contrIbutIon moyenne de chaque Ion parmI les Ions de merna charge. En%de la charge totale posItIve ou negatIve - les concentratIons ont ete prealablementtransformees en mmol.L-1 d,equlvalents.

2.2.4 Relations debit-concentration

Kempe (1982), dans une etude sur IeSaint-Laurent a Cornwall, Ontario, montre queIe fleuve a cet endrolt nfa pas tout a faitperdu son caractere Ilmnlque.

McNeely (1979) mentlonne que pour deseaux provenant de bassins versants dans desconditions naturelles d'ecoulement, on ahabltuellement des coefficients eleves decorrelation entre les concentrations desprlnclpaux catIons.

BIen que Ie debit du Saint-Laurent soltregularlse, une des partlcularltes la plusfrappante des variations salsonnleres est queles plus basses concentrations en Ions dissousse rencontrent au prlntemps lors du debItmaximum du fleuve (figures 7a, 7b, 7c et 7d).Cossa et Tremblay (1983) at Subramanian (1974)attrlbuent cette relation a la dilution deseaux riches en Ions sortant du lac Ontario pardes eaux avec un contenu lonlque plus falbleprovenant des prlnclpaux trlbutaires duSaint-Laurent (Outaouals et Saint-Mauriceprlnclpalement).

Pour un debit donne, la proportion destrlbutafres n'est cependant pas touJours lameme, II y aura donc une dilution plus oumolns prononcee sulvant la sal son. Lesflgu­res 9a et 9b montrent les relationsdebit-concentration observees pour les diversIons dlssous, entre aout 1981 et septembre1983 dans Ie Saint-Laurent a Quebec. Les Ionsdlssous varlent presque tous de la merna fa90navec Ie debit: leur concentration est quasiconstante entre 10 000 et 12 000 m3.sec- 1j de12 500 a 16 000 m3.sec- 1, on observe unedilution; de 16 000 a 18 500 m3.sec-1, on noteune stabilisation de la dllutlonj flnalement,a I'exceptlon des chlorures pour lesquels IIsemble y avolr artefact, on note une Importan­te dilution pour des debits plus sieves que18 500 rn 3.sec-1•

34

2.2.5 Transport des Ions dlssous et dumateriel en suspension

Le transport de materiel dissous etpartlculalre est donne par T = DC; aU D est Iedebit de I'aau (m 3.sec- 1) et C, Ie contenu enmateriel dlssous au partlculalre (mmol.L-1 aumg.L-1).

Le tableau 10 donne Ie transport moyen,minimum et maximum des Ions observes danscette etude et du materiel partlculalre ensuspension. Ce tableau donneaussl les coef­ficients de variation pour cas donnees detransport. Les figures lOa, lOb at 10cmontrent la variation salsonnlere de ces memesparametres.

Exprlmees en termes de coefficients devariation, les amplitudes relatives desvariations salsonnleres du transport des Ionsdlssous se sltuent entre 10 et 17%, avec lesvaleur:s les plus falbles pour Ie Na+, Mg 2+,Ca2+ et S04~ (10 a 12%) et les plus eleveespour K+, CI- et HC0 3- (16 et 17%).

Taus les Ions dlssous semblent presenterIe merna schema c€ transport en fonctlon dessal sons. On dlstlngue 2 perlodes ou lescharges sont elevees et presque egales,I'automne at Ie prlntemos; durant ces perlodesIe fleuve transporte en rroyenne pres de6 kmol.sec- 1 de Na+, 0,5 kmol.sec- 1 de K+,3,5 kmol.sec- 1 de Mg2+, 10,5 kmol.sec- 1 deCa 2+, environ 8 kmol.sec- 1 de CI-,3 kmo I •sec- 1 de SO 42:- at 18 kmo I •sec- 1 deHC0 3-. En hlver et en ete les charges sontfalbles et de merne grandeur, on observe pourNa+ des transports typlques de 5 kmol.sec- 1,pour K+ 0,4 kmol .sec- 1, pour Mg 2+ 3 kmo I.sec- 1

et pour Ca2+ 8 kmol.sec- 1; Ie fleuve trans­porte durant ces deux sal sons pres de 6kmol.sec- 1 de C1-, 2,5 kmol .sec- 1 de SO 42:- et12 a 15 kmol.sec- 1 de HC0 3-.

35

Station de contrale Station de contrale

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FIgure 9a. StatIon de contrale - varIatIons des concentratIons (mmol.L-1) en Na+, K+, Mg2+ et Ca2+ enfonctlon du debIt.

Statlon de contrc

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Station de contrale

36

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FIgure 9b. StatIon de controle - varIatIons des concentrations (mmol.L-1) en CI-, S042- et HC03- en

tonctlon du debIt.

37

Tableau 10. Station de contrele - transport moyen, minimum et maximum - coefficients de variation.

MOYENNE MAXIMUM MINIMUM c. V. <%)

Transport* Na+ 5,6 6,6 4,0 10

Transport* K+ 0,48 0,71 0,37 17

Transport* Mg2+ 3,2 4,1 2,4 11

Transport* Ca2+ 9,1 11,8 7,3 12

Transport* CI- 7,3 11,7 6,0 17

Transport* 5°42- 2,9 3,6 2,3 10

Transport* HC0 3- 16,4 22,9 6,0 16

Transport** cations 30,8 39,0 24,0 11

Transport*** M.P.S. 120 550 33

*. Transport en kmol.sec- I •

**: Transport en kmol.sec- I d'equlvalents.

***: Transport en kg.sec- I , la moyenne a ete calculee a partir des donnees de transport de 1-1.P.S.exprlmees sous forme logarlthmlque.

38

Station de contrale

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Station de contr61e

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FIgure lOa. StatIon de controle - varIatIons salsonnleres du transport (kmol.sec- i ) de Na+, K+, Mg2+et Ca2+.

Statlon de contrale

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39

Stat'on de centrale

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Meis/Rnnee

Flgure lOb. Statlon de controle - varlatlons salsonnleres du transport (kmol.sec-1) de CI-, S~2- etHC03-.

40

StatIon de ccntrole Station de contFole

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Mots/Rnnee

FIgure lOco StatIon de controls - varIatIons salsonnleres du transport des catIons (kmol.sec-id'equlvalents) et du materIel en suspensIon (kg.seC-I ).

D'une fa¥on generale, comme Ie montre lafigure 10C, Ie transport de sol Ides en suspen­sion exhlbe des maxima au prlntemps et enautomne, et des minima au cours de I'ete at deI'hlver. Le transport du prlntemps, 130 a560 kg.sec- I , est cependant plus Important queIe transport automnal de sediments en suspen=slon, 50 a 180 kg_sec- I; II est semblable enhlver et en ete, 40 a 50 kg.sec- I• L'lntegra­tlon, entre Ie 17 septembre 1982 at Ie20 septembre 1983, nous amene a une estimationde debits sol Ides de I'ordre de 5,2 x 10 9

kg.a=l, chlffre qui est proche des estimationsprecedentes de 3,9 x 10 9 kg.a- I de Loring etNota (1973) et de 4,0 x 10 9 kg.a- I de Holeman(1968) •

Bien que la concentration en materieldissous, represente par la somma des cations,mantre une correlation negative avec Ie debit,r = -0,9, Ie transport des cations varle dansIe meme sens que ce dernler r = 0,5. Lecontrole du transport de materiel dlssousvlent donc du debit de I'eau. Cecl n'est pastres etonnant pulsque Ie debit a un coeffi­cient de variation un peu plus eleve (21%) quecelul de la concentration en materiel dlssous(14%), tableau 8. Comme resultat, Ie trans­port lonlque total augmente jusqu'a des debItsde 13 500 m3.sec- 1 (figure 11) puis, lorsqueIe debit du fleuve augmente encore, II tend enmoyenne a sa stabl I Iser tradulsant probable­mant les effets combines d'un temps de contactplus court entre I'eau et Ie terrain, at unapport proportlonnel plus grand des trlbutal­res de pius falble charge lonlque.

De la relation Inverse exlstant entre Iedebit et la concentration en Ions dlssous,resulte une variation salsonnlere relatlvementfalble du transport du materiel dissous(tableau 10). Cette stabilite relative durantles salsons a deja ete rapportee par Pelletieret Lebel (1979) pour les carbonates.

La concentration en materiel partlculalreen suspension montrant une correlatIon positi­ve avec Ie debit, r = 0,7, cette merna relation

41

debit-concentration est a I'orlglne de lavariation salsonnlere marquee du transport dessolldes (figure 10c) dans Ie fleuve (r = 0,8entre Ie transport des charges sol Ides et Iedeb It).

2.3 TENDANCES A LONG TERME

2.3.1 Variations dans les concentrations

Pour estlmer I'apport global de pol luantsaux oceans et pour falre les correctionsapproprlees pour la comprehension des proces­sus naturels, II est necessalre de connattreles tendances a long terrna des proprletes deseaux des rI vIeres maj eures (Meybeck, 1981).

Janson et Sioterdijk (1982) ont pUblledes donnees brutes sur la composition en Ionsmajeurs d'echantl lions d'eau recuelilis ensurface depuls 1955, a dlverses perlodes deI'annee, dans la region de Quebec. Apresavolr flltre ces donnees afln d'obtenlr uneserle tempore I Ie de frequence constante, nousen avons fait des moyannes annualles; acesresultats nous avons Inclus nos propresvaleurs pour les 12 mols de I'annes 1982.

Les figures 12a, 12b et 12c montrent lesconcentrations moyennes annuelles qui ont etemlses en graphlque en fonctlon du temps. Letableau 11 en fait un resume qui donne lesconcentrations moyennes annuel les mlnl~ales,

maxlmales, la moyenne de ces concentrationsentre 1955 et 1982, de meme que les coeffi­cients de variation relatlfs aces moyennes.

De fa90n a evlter un eventuel blels duaux differences de debit, nous avons examInecertaines annees de meme debit moyen. Nousavons observe en partlculler les annees 1956,1960, 1967, 1970, 1971, 1975, 1977 et 1982pour lesquelles les debits annuels moyens sontdans Ia fourchette 12 000 ± 400 m3. sec-I. Le

42

Statton de contrale

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FIgure 11. StatIon de controle - varIatIons debIt-transport des catIons (kmol.sec- 1 d'equlvalents).

43

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Vari ations a ong 'terme

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Flgure 12a. Tendances 8 long-terme - varlatlons du debIt moyen annuel et des concentratIons moyennesannuelles (mmol.L-1 ) en Na+ at K+ en fonctlon du temps.

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Flgure 12b. Tendances a long terme - varIatIons des concentratIons moyennes annuel les en Mg2+ et Ca2+(mmol.L-1 ), et du pH moyen annuel en fonctlon du temps.

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Variations ~ long ~erme

45

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Flgure 12c. Tendances a long terme - varIatIons des concentratIons moyennes annuelles (mmol.L-1 ) enCI-, 5°42- et HC03- en fonctlon du temps.

46

Tableau 11. Tendances a long terme - moyenne entre 1955 et 1982 des concentratIons moyennes annuelles- coefficIents de varIation - concentrations moyennes annuel les mlnlmales et maxlmalesentre 1955 et 1982 - debit moyen annuel.

MOYENNE* c. V. (%l MIN IMUt~ MAX I f~UM

Na+ 0,39 15 0,29 0,48

K+ 0,033 9 0,028 0,041

Ml+ 0,26 8 0,21 0,29

Ca2+ 0,75 7 0,68 0,84

pH** 7,6 2 7,3 7,9

Cl- 0,52 12 0,43 0,61

SO 2- 0,24 6 0,21 0,264

HC03- 1,37 3 1,29 1,45

Deb It*** 11 700 13 9 200 14 800

*. Concentrations en mmol.L-1 •

**. En unites de pH.

lac OntarIo etant pres de 19 fols plus concen­tre en Ions majeurs dlssous que son prIncIpaltrlbutalre Ie SaInt-MaurIce (Cossa etTremblay, 1983), II est Important d'en connat­tre la proportIon precIse pour evlter Ie blalsdu aux dIfferences de proportIon des dIverstypes d'eau. Pour ces 8 annees, nous neconnalssons malheureusement pas Ie pourcentageexact des eaux du lac OntarIo que I'on retrou­ve dans Ie SaInt-laurent a la hauteur deQuebec; une IndIcatIon de cette proportIonnous est cependant don nee par Ie rapport debIta Montreal/debIt a Quebec. Pour ces 8 annees,ce rapport a ete en moyenne de 0,71 avec uncoeffIcIent de varIatIon de 3%. II sembledonc, compte tenu du falble coeffIcIent devarIatIon Impllque, que les 8 annees dereference se comparent a la fols par leur mernedebIt et par les proportIons des dIvers typesd'eau quI composent Ie SaInt-laurent pendantces perlodes.

Dans les fIgures 12a et 12c, les donneespour les annees pendant lesquelles Ie debItetalt de 12 000 m3 .sec-1 mettent en evIdenceune nette tendance a I'augmentatIon desconcentratIons en sodIum et en chlorure,passant de 0,31 mmol.l-1 Na+ et 0,44 mmol.l-1

CI- au debut des annees 1960, a 0,48 mmol.l- 1

Na+ et 0,60 mmol.l-1 CI- au debut des annees1980. Cette assocIatIon sodIum et chlorureressort egalement de la forte correlatIonentre les concentratIons de chaque Ion,r = 0,93. On peut egalement noter un legerflechlssement des pentes depuls Ie mIl leu desannees 1970, confIrmant I'approche de I'etatstatlonnalre dans la concentratIon en chlorurenotee par Sonzognl et al. (1983) dans Ie lacOntarIo, et suggerant de meme pour Ie sodIum.We II er et Chaw Ia (1969) ont dej a observe unetendance a I'augmentatlon slmlialre debutantau commencement du slecle present pour IesodIum, Ie chlorure, Ie sulfate et Ie calcIumdans Ie lac OntarIo. Ces auteurs et Meybeck(1979), quI dlscute la composItIon des IonsmaJeurs de piusleurs fleuves dralnant deszones IndustrIal Isees dans Ie monde, soutlen­nent que cette tendance est de source anthro­pIque sous I'effet d'un lessIvage plus Intense

47

des terres par les technIques agrlcolesmodernes et de rejets lndustrlels et mlnlers.

Les fIgures 12a, 12b et 12c mettent ausslen evidence une tres legere augmentation aufll des ans des concentratIons des autres Ionspassant respectlvement du debut des annees1960 au debut des annees 1980, pour un debItde 12 000 m3.sec-1, de 0,03 a 0,035 mmol.L-1

pour K+, d'envlron 0,7 a 0,75 mmol.l-1 pourca2+, de 0,2 a 0,25 mmol.l-1 pour S042- et de1,35 a 1,4 mmol.l-1 pour HC03-. Quant auxIons Mg2+ et au pH, lis n'ont pas varle slgnl­flcatlvement depuls 1956 se malntenant pour undebIt de 12 000 m3 .sec-1 entre 0,25 et0,27 mmol.l-1 pour Mg2+ et autour de 7,7 pourIe pH. Ces tendances a I 'augmentatIon severlflent <sauf pour HC03-) par les coeffI­cIents de correlatIon posltlfs entre cesparametres et Ie temps.

2.3.2 Changements dans les rapports lonlgues

le tableau 12 donne la contrIbutIon dechaque anIon a la charge lonlque negatIvetotale et la contrIbutIon de chaque catIon ala charge lonlque posItIve totale; les fIgures13a, 13b et 13c montrent leurs varIatIons enfonctlon des annees.

On constate tout d'abord qu'au fll desans les %de Na+ et ceux de CI- s'elevent, parconsequence les % de Mg2+, de Ca2+ et de HC03­s'abalssent pendant que les sulfates malntlen­nent leur proportIon.

Du debut des annees 1960 au mIl leu decette decennle, Ie sodIum est passe de 14% dutotal des catIons a 17%, tradulsant un enrl­chlssement tres Important; entre 1966 et 1974nous ne pouvons falre ce type de cal cui parmanque de don nee; depuls 1974, Ie sodIum semalntlent a 18%. le potassIum fluctue entre1,3 et 1,5% depuls Ie debut des annees 1960.le magnesIum est passe de 24% a 18% entre 1960

48

Tableau 12. Tendances a long terme - contrIbutIon de chaque Ion parmI les Ions de meme charge.

% MOYEN* %MIN.* % MAX.* C.V. (%)

Na+ 16 14 18 11

K+ 1,4 1,3 1,5 3

Mg2+ 22 18 24 8

ci+ 61 60 64 2

CI- 22 20 25 7

5°42

- 20 19 21 4

HC03- 58 55 62 3

I catlons** 2,41 2,25 2,62 5

I anlons** 2,39 2,24 2,57 4

AnIons/catIons 0,98 0,96 1,00

*.

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En %de la charge totale posItIve au negative - les concentrations ont ete prealablementtransformees en mmol.L-1 d'equlvalents •

49

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Annes Annes

FIgure 13a. Tendances a long terme - varIatIons de la contrIbutIon (%> de chaque catIon a la chargefonlque posItIve totale en fonctlon du temps (Ies concentratIons ont ete prealablementtransformees en mmol.L-1 d,equlvalents).

50

Variat.ions .. long terme Variat.1on:s .. long 'terme

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Annee

Flgure 13b. Tendances a long terme - varlatlons de la contrIbutIon <%) de chaque anIon a la chargelonlque negatIve totale en fonctlon du temps (Ies concentratIons ont ete prealablementtransform6es en mmol.L-1 d'equlvalents).

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Va~ta~jons a long terme

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FIgure 13c.

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Annee

Tendances a long terme - varIatIons de la somms des catIons (mmal.L-1 d'equ!valents), dela somma des anIons (mmol.L-1 d'equlvalents) et de leur rapport en fonctlon du temps.

et 1966; entre 1966 et 1974 nous n'avons pasde donnee; depuls 1974 11 est stable a 21%.Le calcIum, de 1960 a 1965, se malntlent entre60 et 61%; en 1966 II attelnt 64%; entre 1966et 1974 11 Y a un manque de donnee; at depuls1974 on a une proportIon stable de calcIum,60%. Catta falble dImInution de Ie proportIonen calcIum, mIse en relation avec la forteaugmentatIon du pourcentage de sodIum, suggereaussl un apport supplementalre de calcIum avecIe temps.

Entre Ie debut des annees 1960 et celuldes annees 1970, les chlorures sont passes de20% a 24%, Indlquant un enrlchlssement tresImportant; depuls, les chlorures osclilententre 23 et 25%. Les sulfates balancent entre19 et 21% depuls 1960 et la proportIon debIcarbonates est passee de 62% au debut desannees 1960 a 56% au debut des annees 1970.Depuls, II vacll lent entre 55 et 58%. Pulsquela somme des anIons s'eleve avec Ie temps,pour un debIt constant, II y a probablementapport supplementalre en S042- etant donnequ'lls conservent Ie meme pourcentage.

II est lnteressant de constater qu'audebut des annees 1960, la proportIon dessulfates et celie des chlorures est presque lamerne, Ia dIf ference est pIus petl te que 1%jusqu'en 1966; en 1962 et en 1963 la propor­tIon des sulfates est meme plus grande quecelie des chlorures. Ceel met en cause laclassIfIcatIon de I'eau du SaInt-Laurent"naturel" comme blcarbonatee calclque,sous-groupe chlorure-magneslen; au debut desannees 1960, Ie SaInt-Laurent etalt plutat ala lImIte entre Ie sous-groupe Mg2+-CI- et Ie

M 2+ 2-sous-groupe g -S04 •

Paral lelement aux varIatIons des propor­tIons en magnesIum, s'effectuent celles desbIcarbonates suggerant, sans Ie prouver, unfacteur commun de contrale; on constate lameme chose pour Ie couple calcIum-sulfate.Par contre, la contrIbutIon en Ca2+ et celieen HC03- ne semblent pas varIer de fa90nparallele, r nlest pas slgnlflcatlvement

52

dIfferent de zero pour oc = 0,05, cecl conflrmequlune bonne partIe du calcIum supplementalrenla pas la merna source que les bicarbonates.

Flnalement notons que Ie somme descatIons et celie des anions s'elevent avec lesannees tradulsant les augmentatIons de concen­tratIon dues a une IntensIfIcatIon de I'ero­slon ou encore a des sources anthroplques.

2.3.3 Transport des Ions dlssous

Nous avons calcule les transports annuelsmoyens en utlilsant les deolts annuels moyenset les concentratIons annuel les moyennes. Letableau 13 donne un resume de ces calculsalors que les fIgures 14a et 14b en font IeportraIt au cours des ans. Nous allons examI­ner en partlculler les annees 1956, 1960,1967, 1970, 1971, 1975, 1977 et 1982 pourlesquelles Ie debIt annuel moyen etalt de12 000 ± 400 m3 .sec-i •

Le tableau 13 met tout d'abord en evIden­ce la grande varlablilte, exprlmee sous laforme des coeffIcIents de varIatIon, dans Ietransport du sodIum et des chlorures. Pourcette meme perlode, Ie coeffIcIent de varIa­tIon du debIt n'etalt en effet que de 13%(tableau 11). C€tte dIfference entre lescoeffIcIents de varIatIon de la charge enchlorure et en sodIum, et celul du debIt meten evIdence la forte augmentatIon des concen­tratIons de ces 2 elements.

Pour un debIt de 12 000 m3.sec- i , IeSaInt-Laurent transportalt, entre 1956 et1965, pres de 4 kmol.sec- i de Na+; entre 1965et 1977, ce transport est passe de 4 a5,5 kmol.sec-i . Depuls 1977, la charge estassez stable, entre 5,5 et 5,7 kmol.sec- 1,solt de 4,0 a 4,1 x 109 kg.a- i de sodIum.

53

Tableau 13. Tendances a long terme - transport moyen, mInImum et maxlmum - coeffIcIents de varIatIon.

MOYENNE MAXIMUM MINIMUM c.v. <%)

Transport* Na+ 4,6 6,6 3,1 25

Transport* K+ 0,39 0,52 0,30 17

Transport* Mg2+ 3,0 3,6 2,4 15

Transport* ci+ 8,8 11,5 6,8 17

Transport* c,- 6,1 8,4 4,5 22

Transport* SO 2- 2,8 3,5 2,2 154

Transport* HC03- 16,3 20,6 12,7 14

Transport** catIons 27,7 35,9 22,2 18

*. Transport en kmol.sec-1•

**. Transport en kmol.sec-1 d'equlvalents.

54

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Annee Annee

FIgure 14a. Tendanees a long terme - varIatIons du transport (kmol.see- i ) de Na+, K+, Mg2+ et Ca2+ enfonetlon du temps.

55

Varia~ions a long terme

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Variations a long terme

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Annes Anne"

Flgure 14b. Tendances a long terme - varlatlons du transport (kmol.sec-1) de CI-, 5°42- et HC03- et du

transport (kmol.sec-1 d'equlvalents) des catlons en fonctJon du temps.

La charge en potassIum est passee, depulsIe debut des annees 1960, de 0,35 kmol.sec- 1 apres de 0,45 kmol.sec- 1 au debut des annees1980 pour un debIt moyen de 12 000 m3.sec- 1•Cecl correspond a une exportation de 0,5 x109 kg.a- 1 de potassIum.

A un debIt de 12 000 m3.sec- 1, Ie trans­port en magnesIum dlssous est de 3,1kmol.sec- 1, solt 2,4 x 10'\g.a- 1•

L'exportatlon en calcIum dIssous aaugmente tres legerement jusqu'aux annees 1970et a stabIlIse par la suIte, pour un debItconstant, passant de 8,2 kmol.sec- 1 au debutdes annees 1960 a 9,2 kmol.sec- 1 en 1982, soltI 'equ Iva lent de 11,6 x 10 9 kg pour cettedernlere annee.

Les chlorures ont ete exportes, pour undebIt de 12 000 m3.sec- 1, a un rythme d'envl­ron 5 kmol.sec- 1 entre 1955 et Ie mIlIeu desannees 1960j de 1964 a 1972, ce transport aaugmente passant de 5 kmol.sec- 1 a7 kmol.sec- 1, cote d'exportatlon qu'onretrouve encore aujoud'hulj ce dernler tauxcorrespond a 7,8 x 10 9 kg.a- 1 de chlorure.

La charge en sulfate, a debIt de12 000 m3.sec- 1, est passee de 2,5 kmol.sec- 1

au debut des annees 1960 a environ 3kmol.sec- 1 en 1970. Les sulfates sont trans­partes a ce dernler taux encore aujourd'huljcecl equlvaut a un transport vers la mer de9 x 109 kg.a- 1 de sulfate.

Les bIcarbonates ont augmente tres lege­rement au cours des annees 1960 et au debutdes annees 1970 passant de 16 kmol.sec- 1 a 17kmol.sec- 1, taux qu'on rencontre aujourd'hulpour un debIt de 12 000 m3.sec- 1j cecl corres­pond a une quantlte de carbone Inorganlquedlssous (sous la forme de HC0 3-) apporteannuel lement par Ie Saint-Laurent de I'ordrede 33 x 109 kg. Cette estimation corrobore

56

celie de 27 ±4 x 10 9 kg.a- 1 pUbllee parPelletIer et Lebel (1979).

Conformement au modele de I'etat statlon­nalre de I'ocean mondlal selon lequel Iecarbone Inorganlque et Ie calcium sont retiresdes eaux oceaniques sous forme de CaC0 3blologlque, nous estlmons que 29 x 10 9 kg decarbonate de calcIum (9,2 kmol.sec- 1) sousforme dlssoute sont apportes annuellement aI'ocean par Ie Saint-Laurent et deposes sousforme de sediments calcaIres au fond desoceans, pour une annee dont Ie debit moyen estde 12 000 m3.sec- 1, cette evaluatIon est plusfalble que celie pUbllee par Pelletier etLebel (1979), quI est de 45 x 10 9 kg.a- 1•

Avec un debIt moyen, a Quebec, de12 000 m3. sec- 1 Ie Sa Int-laurent exporteannuellement 68 x 10 9 kg de sels dlssousc'est-a-dlre 2% de I 'exportatIon mondlale deseaux douces aux oceans (Cossa et Tremblay,1983) solt une quantlte equlvalente a 25% decelie de l'Amazone (dont Ie ooblt est d'envl­ron 180 000 m3. sec-l) (Meade et a I., 1979).Cette valeur de 68 x 10 9 kg.a-=T est de 11 %superteure, en poids (19% en equivalent>, aI'exportatlon moyenne du debut des annees1960.

La quantlte de sels dissous totaux atraditlonnel lement ete utll Isee dans lescalculs de l'lntenslte relatIve de I'eroslonphysique et chimique des sols. Le taux dedenudation chImIque peut etre dlvlse en sescomposants majeurs: alteratIon des silIcates,dissolution des carbonates et des evaporIteset alteratIon des pyrItes (Holland, 1978).Ces taux de denudation chimIque sont obtenus apartIr du transport de materIel dissous auquelon dolt soustralre troIs contrIbutIons: eel Iede la pollutlon, celie du dioxyde de carbonevenant de l'atmosphere (57% du bIcarbonatedlssous pour I'ensemble des fleuves du monde)et celIe due aux retombees atmospherlques(envIron 15% de la charge naturel Ie dissoutedes fleuves) (Meybeck, 1979).

Depuls Ie debut de l'lndustrlallsatlon denombreux polluants, transportes a traversI 'atmosphere ou Introdults dlrectement par leseffluents Industrlels, munlclpaux ou agrlco­les, ont augmente les concentrations naturel­les des eaux douces jusqu'a 30% (Meybeck,1981) et meme Jusqu'a 50% (Meade, 1981) pourcertains constltuants (sodium, chlorure etsu I fate).

Conslderant les concentrations deselements majeurs dans les fleuves relativementa leurs concentrations dans I'ocean, cesadditions artiflcielles ne peuvent pas avolrbeaucoup d'influence sur la chimle des eauxcotleres et sur les temps de residence deselements majeurs dans les oceans. Cependant,ces elements majeurs artiflclellement ajoutespeuvent mener a des erreurs slgniflcatlvesdans Ie calcul du taux de denudation chimiquedes continents (Meade, 1981)j d'ailleurs d'unpoint de vue geochlmlque ces apports addltlon­nels sont souvent regardes comme etant dus aune augmentation de I'alteratlon et a I'actlonvolcanique (Meybeck, 1981).

Un vide dans les connalssances, nondiscute jusqu'lcl, est I'effet des cllmats surles apports de materiel dlssous et partlculai­re~ les fleuves aux oceans et comment quan­tifier I'effet de ces variations climatiques.II n'y a pas, a priori, de raisons d'assumerque la concentration des divers composantsdissous de I'eau des rlvieres repond de fa90nsemblable aux variations cllmatlquesj pourHolland (1978) les constltuants semblant enfait se comporter chacun de fa90n Indivlduel­Ie.

Les variations climatiques a court termeexistent et affectent considerablement lesdebits annuels moyens. Cependant, grace auxGrands lacs (d'oU orlglnent les eaux duSaint-Laurent) qui peuvent asslmller etmoderer d'importantes variations du debit deseaux de leurs trlbutalres, nous avons affairea un systeme remarquablement stable quiabsorbe bien ces variations de climat et

57

permet merna une gamme de debit oU I 'efflcacltedu lesslvage semble la meme.

Les donnees dlsponlbles sur la composi­tion des eaux de plule ne montrent pas de grosecarts dans les variations a long terme(Banque de donnees NAQRAIN-Dlrectlon de 18qualite de I'eau - Environnement Canada).Weller et Chawla (1969) ont note que lesconcentrations de tous les Ions maJeurs du lacSuperIeur n'ont pas change depuls les 70 ou 80dernleres annees. Cecl nous omene a penserqu'll n'y a pas eu de variation cllmatlquesufflsante, entre 1955 et 1982, pour affecterIe taux d'enlevement. Nous avons donc tendan­ce a crolre que les variations de 1955 a 1982dans la composition en Ions maJeurs des eauxdu fleuve Saint-Laurent sont dues a desapports anthroplques plutot qU'a des effetsclimatiques.

CONCLUSION

L'analyse des parametres chlmlques deseaux douces du Saint-Laurent a prox!mlte de laville de Quebec a permls de constater:

1) que la station de contrele est representa­tive de la composition moyenne des eaux duSaint-Laurent devant Quebecj

2) que les eaux du Saint-Laurent actuelpeuvent etre caracterlsees comme blcarbo­natees calclques sous-groupe chloruremagneslen;

3) que les concentrations en materiel dissoussont presque constantes au cours deI'annee (somme des cations: 2,5 a3 mmol.L-l d'equlvalents), sauf au prln­temps ou elias dlmlnuent (somme descations: 1,2 a 2 mmol.L-l d'equlvalents)j

4) l'exlstenee d'une elevation de la concen­tration du materiel en suspension auprlntemps et d'une autre de molndreImportance en automne;

5) que les transports des Ions dlssous sonteleves et presque egaux en 8utomne at auprlntempsi en hlver et en ete les chargessont falbles et equlvalentes;

6) que, d'une fa90n genera Ie, Ie transport de

sol Ides en suspensIon exhlbe des maxima auprlntemps et en automne, et des minIma aucours de I'ete at de I'hlver. Le trans­port de sediments en suspension estcependant plus Important au prlnternpsqu 'en automne;

7) que les debits sol Ides sont de I'ordre de5,2 x 109 kg.a- 1;

8) que Ie transport de materIel dlssous estcontrole par Ie debit de I'eau.

Les donnees sur les concentrationsannuelles moyennes entre 1955 et 1982 mettenten evidence:

1) una nette tendance a I'augmentatlon desconcentrations en sodium at en chloruredepuls Ie debut des annees 1960 etI'approche de I'etat statlonnalre pour eeselements depuls Ie mIlieu des annees 1970;

2) une tres legere augmentation au fll desans des concentrations en K+, en Ca 2+, enSO 2- -4 et en HC0 3 ;

3) qu'au debut des annees 1960 la contrIbu­tIon des sulfates a la somme des anIons etcel Ie des chlorures est la meme alorsqu'au debut des annees 1980, les chloruresdomlnent les sulfates;

58

4) que Ie SaInt-Laurent actuel transporteannuellement sous forme dlssoute environ4,0 x 10 9 kg de sodium, 0,5 x 10 9 kg depotass Iurn, 2,4 x 10 9 kg de magnes Iurn,11,6 x 10 9 kg de calcIum, 7,8 x 10 9 kg dechlorure, 9 x 10 9 kg de sulfate et33 x 10 9 kg de bI carbonate;

5) que 29 x 10 9 kg de carbonate de ca Ic I urnsous forme dlssoute sont apportes annuel­lement a l'ocean par Ie Saint-Laurent etdeposes sous forme de sedIments calcaIresau fond des oceans;

6) qu'avec un debit moyen de 12 000 m3.sec- 1,

a Quebec, Ie Saint- laurent exporteannuellement, au debut des annees 1980,68 x 10 9 kg de sels dlssous solt unequantlte equlvalente a 25% de eel Ie del'Amazone (dont Ie debit est d'envlron180 000 m3.sec- 1). Cette valeur de68 x 10 9 kg.a- 1 est de 11% superleure, enpolds, a I'exportatlon moyenne du debutdes annees 1960.

" semble que les variatIons dans lacompos It Ion en Ions mal eurs des eaux du f IeuveSaint-laurent dans la regIon de Quebec, entre1955 et 1982, solent dues a des apports an­throplques plutot qu'a des effets climatiques.

REMERCIEMENTS

Je remercle slncerement Ie Dr D. Cassapour Ie support qu'll m'a apporte pendantcette recherche et les crItIques ]udicleusesqu'll a fait de mon manuscrlt. Je suls egals­ment tras reconnalssant envers Ie Dr J. lebelquI a accepte de supervlser eette etude et decorrlger mon manuscrlt en deplt des tachesmultiples qui l'lncombent. Je tlens egalementa remercler Ie Dr R. Pockllngton pour sescommentalres sur Ie manuscrlt. J'adresseenfln des remerclements a tous ceux et eel lesqui ont collabore d'une quelconque fa90n acette etude et plus partlcullerement a mescamarades de travail L. Rivard, J. langls, L.Corriveau, O. Guay et M. Noel.

BlBLi OGRAPH IE

Bewers, J.M. at J.C. Dulnker. 1982. Methodsof assessing gross riverine discharges oftrace metals and organohalogens to theocean. Consell International pour l'Ex­ploratlon de 18 Mer, Advisory Committeeon Marine Pollution, 10: 17 pp.

Carrltt, D.E. et J.H. Carpenter. 1966.Comparison-and evaluatIon of currentlyemployed modifications of the WInklermethod for determining dissolved oxygenIn seawater. A NASCO Report. Journal ofMar Ine Research, 11.: 268-318.

Cossa, D. et G. Tremblay. 1983. Major Ionscomposition of the St.Lawrence River:Seasonal VariabIlity and Fluxes. Dans:"Transport of Carbon and Minerals InMajor World Rivers, Part 2." <ed. E.T.Degens, S. Kempe et H. Sollman) Mitt.Geol. - Palaont. Inst. Unlv. Hamburg,SCOPE/UNEP Sonderbd. 55, 253-259.

Frenette, M. at J.L. Verrette. 1976.Envlronnement physIque et dynamlque dufleuve Saint-Laurent. L'lngenleur,mars-avrIl 1976, 312: 13-24.

Gibbs, R. J. 1970. Mechanism controllingworld water chemistry. Science, 170:1088-1090.

Gleskes, J.M. 1969. Effect of temperature onthe pH of seawater. Limnology andOceanography,~: 679-685.

Holeman, J.N. 1968. The sediment yield ofmajor rivers of the world. Water Resour.Res.,.!: 737-747.

59

Holland, H.D. 1978. The chemistry of theAtmosphere and Oceans. John Wiley andSons, Inc., New-York, 351 pp.

Janson, M. et H. SloterdlJk. 1982. Donneessur la qual ite des eaux de surface,Fleuve Saint-Laurent, Quebec 1950-1980.Environnement Canada, Direction generaledes eaux Interieures, Section des relevesde quallte, Region du Quebec.

Kempe, S. 1982. Long-term record of CO 2pressure fluctuations In fresh water.Dans: "Transport of Carbon and MineralsIn ~~aJor World Rivers, Part 1." (ed.E.T. Degens), Mitt. Geol.-Palaont. Inst.Unlv. Hamburg, SCOPE/UNEP Sonderbd. 52,91-331.

Livingstone, D.A. 1963. Chemical compositIonof rivers and lakes. Dans: "Data ofGeochemistry, 6th ed." <ed. M.Fleischer), U.S. Geological SurveyProfessional Paper 440-G, 64 pp.

Loring, D.H. et D.J.G. Nota. 1973. Morpholo­gy and sediments of the Gu If ofSt.Lawrence. Sui letln ~Isheries ResearchBoard of Canada, 182, 147 pp.

McNeely, R.N. 1979. Rapport d'lnterpretatlonde la quallte des eaux, Ontario, 1967 a1977. Rapport d'interpretation de laquallte des eaux, No 3. EnvlronnementCanada, Direction generale des eauxInterleures, Direction de la quallte deseaux, ottawa, 69 pp.

Meade, R.H., Nordin, C.F., Curtis, W.F.,Rodrigues, F.M.C., Do Vale, C.M. et J.M.Edmond. 1979. Sediment loads In theAmazon River. Nature, 278: 161-163.

SUbramanIan, V. et B. D'AngleJan. 1976.Water chemIstry of the St. LawrenceEstuary. J. Hydrol., 12..: 341-354.

Sonzognl, W.C., Richardson, W., Rodgers, P. etT.J. MonteIth. 1983. Chloride pollutIonof the Great Lakes. J. Water Pollut.Contro I Fed., 2.2..: 513-521 •

Meade, R.H. 1981. Man's Influence on thedIscharge of fresh water, dIssolvedmaterIal, and sedIment by rIvers to theAtlantIc coastal zone of the UnItedStates. Dans: "River Inputs to OceanSystems." (ed. J.M. MartIn, J.D. Burtonet D. Elsma), UNEP, IOC, SCOR: 13-17.

Meybeck, M. 1979. ConcentratIons des eauxfluvlales en elements maJeurs et apportsen solutIon aux oceans. Revue degeologIe dynamlque et de geographlephysIque, ParIs, 11.: 215-246.

60

SubramanIan, V. 1974.St. Lawrence RIver.lQ.: 97-105.

Water ChemIstry of theMarItIme SedIments,

Meybeck, M. 1981. Patways of major elementsfrom land to ocean through rIvers. Dans:"RIver Inputs to Ocean Systems." (ed.J.M. MartIn, J.D. Burton et D. Elsma),UNEP, laC, SCaR: 18-30.

PelletIer, E. at J. Lebel. 1979. Hydroche­mIstry of Dissolved InorganIc Carbon Inthe St.Lawrence Estuary (Canada).EstuarIne and Coastal MarIne Science, ~:

785-795.

Pelletier, E. at J. Lebel. 1980. L'alcallnl­ta totale comme Indicateur de melangedans un milIeu estuarlen. Can. J.Earth Sc I " JD 978-984.

Peters, D.G., Hayes, J.M. et G.M. HlefJe.1974. Chemical SeparatIons and Measure­ments, W.B. Saunders, Phlladelphle.Pages 14-15.

Weller, R.R. et V.K. Chawla. 1969. DissolvedmInerai qualIty of Great Lakes waters.Internat. Assoc. Great Lakes Res. Proc.12th Conf. Great Lakes Res. 1969:801-818.

Yeats, P.A. et J.M. Sewers. 1982. Dischargeof metals from the St. Lawrence RIver.Can. J. Earth Scl.,~: 982-992.

Youden, W.J. 1951. StatIstical Methods forChemIsts, WIley, New-York. Pages 12-17,33-39.

Silverberg, N. et 8. Sundby. 1979.tlons In the turbIdity maxImumSt.Lawrence Estuary. Can. J.Sc I" J&.: 939-950.

Observa­of theEarth

61

ANNEXES

62

ANNEXE 1

lNTERVALLE DE CONF1ANCE POUR UNE MESURE lNDIVIDUEllE

L' Interval Ie de conflance bIlateral d'une seule valeur (Intervalle de conflance pour une mesurelndlvlduelle) a un nlveau de conflance de 95% a ete deflnl par la double Inegallte sulvante:

m mX-t S~N+l < m < X+t S~~

0,975 x N 0,975 x N

La devlatlon standard moyenne (S~) a ete prealablement etabl Ie a I'alde d'une serle de mesureseffectu8es sur quelques echantliions et on I'obtlent de la fagon sulvante:

+ •••

(nl - 1) + (n2 - 1) + (n3 - 1) + •••

- 2 - 2 - 2m I (Xl - Xl) + I (X2 - X2) + I (X3 - X3)(S )2 =--------------------

x

et Ie ncmbre de degres de Ilberte est done:

o (nl - 1) + (n2 - 1) + (n3 - 1) + •••

(Youden, 1951; Peters et al., 1974).

Dans ce cas, Ie facteur de correctlon~N + 1 est lntrodult en raIson deN

I' Incertltude qul pese sur la valeur de X (X = X).

63

ANNEXE 2

, ,DONNEES BRUTES* (STATIONS TEMOINS)

StatIon Na+

Tl 0,46

T2 0,46

Controle** 0,46

T3 0,49

T4 0,51

0,036

0,035

0,035

0,035

0,036

Mg2+

0,283

0,287

0,285

0,287

0,285

0,79

0,80

0,79

0,81

0,82

pH

8,2

8,1

8,2

8,2

8,1

0,59

0,60

0,60

0,60

0,60

0,25

0,25

0.25

0,25

0,26

1,50 0,26 5

1,49 0,26 6

1,50 0,25 6

1,52 0,25 6

1,52 0,25 8

* ConcentratIons en mmol.L-1 sauf pour pH (unItes de pH) et M.P.S. (mg.L-1).

** L'echantlllonnage a eu I leu en meme temps que celul des statIons temoIns.