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Impact des lames de glace sur la réponse hydrologique du manteau neigeux à Sainte Marthe, au sud du Québec

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Paquotte, Andréa (2020). Impact des lames de glace sur la réponse hydrologique du manteau neigeux à Sainte Marthe, au sud du Québec. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans un contexte où les régions nordiques montrent des signes importants de vulnérabilité face aux changements climatiques, il devient nécessaire d’étudier plus spécifiquement le comportement du manteau neigeux de ces régions où la neige joue un rôle hydrologique significatif. Ces régions sont aujourd’hui touchées par des épisodes de pluie sur neige de plus en plus fréquents. Ces épisodes, dont l’impact hydrologique est encore méconnu, ne sont qu’exceptionnellement représentés dans les modèles hydrologiques courants, ce qui affecte possiblement la gestion des ressources en eau ou d’évaluation des risques naturels à long terme. L’objectif de cette recherche est de mieux comprendre la façon dont a évolué la structure du manteau neigeux au cours de l’hiver 2018-2019 et les processus hydrologiques qui en découlent. Les objectifs spécifiques sont ici de détecter et de quantifier les flux latéraux ayant un impact sur le bilan hydrique du manteau neigeux et de comprendre les conditions qui ont conduit à leur apparition sur une zone sans relief. Pour y parvenir, l’étude de la dynamique du manteau neigeux et de sa réponse hydrologique s’établit à partir des données hydrométéorologiques et de mesures manuelles recueillies au bassin versant expérimental de Sainte Marthe, situé dans la région méridionale du Québec, au Canada. Les mesures manuelles sont utilisées pour déterminer le profil du manteau neigeux tout au long de l’hiver, tandis que les données collectées permettent également d’établir les bilans massique et énergétique. De nombreuses lames de glace se sont formées au sein du manteau neigeux au cours de l’hiver 2018-2019. Au début de l’hiver, la variabilité des conditions météorologiques tend à favoriser la création d’une épaisse couche de glace basale qui va persister jusqu’à la fin de l’hiver. L’apparition de lames de glace au milieu de l’hiver s’établit après des épisodes de temps doux souvent accompagnées de pluie. Les composantes hydrologiques mesurées au BVE montrent que ces lames de glace viennent modifier les écoulements et l’évolution du manteau neigeux. L’existence des lames de glace favorise l’écoulement latéral à l’intérieur du manteau neigeux jusqu’à se déverser dans le ruisseau avoisinant sans contact avec le sol à proximité du point d’infiltration. Si, tel que prévu par les modèles climatiques, les conditions hivernales dans le sud du Québec devraient être plus favorables à la formation de lames de glace dans le manteau neigeux entrainant des modifications notables de l’hydrologie des bassins versants. Il est donc recommandé d’intégrer des processus associées à la présence de lames de glace aux modèles hydrologiques afin de permettre leur prise en compte pour la gestion des ressources en eau.

Titre traduit

Impact of ice layers on the hydrological response of the snowpack in Sainte Marthe, southern Quebec

Résumé traduit

In a context where northern regions are showing significant signs of vulnerability to climate change, it becomes necessary to study more specifically the behaviour of the snowpack in these regions where snow plays a significant hydrological role. These regions are now affected by increasingly frequent rain-on-snow episodes. These episodes, whose hydrological impact is still unknown, are only exceptionally represented in current hydrological models, which may affect water resource management or the assessment of long-term natural risks. The objective of this research is to better understand how the structure of the snowpack will evolve during the winter of 2018-2019 and the resulting hydrological processes. The specific objectives here are to detect and quantify lateral flows that impact the water balance of the snowpack and to understand the conditions that led to their occurrence in a flat area. For that, the study of snowpack dynamics and its hydrological response is based on hydrometeorological data and manual measurements collected in the Sainte Marthe experimental watershed, located in the southern region of Quebec, Canada. The manual measurements are used to determine the snowpack profile throughout the winter, while the data collected also allow mass and energy balances to be established. Numerous ice layers formed within the snowpack during the winter of 2018 2019. In early winter, weather variability tends to favour the creation of a thick basal ice layer that will persist until the end of the winter. The development of ice layers in mid winter is established after episodes of mild weather often accompanied by rain. Hydrological components measured at the watershed show that these ice layers modify the flows and the evolution of the snowpack. The existence of the ice layers promotes lateral flow within the snowpack until it flows into the streamlet without contact with the ground near the point of infiltration. If as predicted by climate models, winter conditions in southern Quebec should be more favourable to the formation of ice layers in the snowpack resulting in significant changes to the hydrology of the watersheds. It is therefore recommended that processes associated with the presence of ice layers be integrated into hydrological models to allow their consideration for water resource management.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire par article en génie de la construction. Comprend des références bibliographiques (pages 101-114).
Mots-clés libres: manteau neigeux, changement climatique, lames de glace, pluie sur neige, écoulement
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Baraër, Michel
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 15 déc. 2020 15:06
Dernière modification: 15 déc. 2020 15:06
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2615

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