Écologie d\`une rivière non aménagée des Alpes du Sud : Le Buëch
Transcription
Écologie d\`une rivière non aménagée des Alpes du Sud : Le Buëch
Annls Limnol. 24 (1J 1988 : 3-13 Écologie d'une rivière non aménagée des Alpes du Sud : Le Buëch (France) II. Action d'un flux polluant sur l'hydrochimie du cours d'eau 1 F. V e s p i n i P. L é g i e r A. C h a m p e a u 2 1 Mots clés : hydrochimie, effluents, rivière, Alpes, analyse en composantes principales. Dans son secteur moyen, le Buëch draine les eaux de rebut de la ville de Laragne. L'évolution spatiale du chimisme des eaux usées est étudiée au niveau de 6 stations du réseau d'égouttage et du Véragne (cours d'eau collecteur des effluents de la ville et de son abattoir). Son évolution temporelle est suivie toutes les heures pendant une journée. L'impact des rejets sur le Buëch est analysé à partir de prélèvements réalisés dans cinq stations prises en amont et en aval de la confluence du Buëch et du Véragne. Sévère à l'échelle de l'affluent, la pollution est peu apparente à l'échelle du cours principal. L'étude met en évidence l'importance prépondérante des phénomènes de dilution et de sédimentation sur le phénomène de biodégradation, ce dernier n'étant vraiment décelable que pendant la période de l'étiage estival. Ecology of a free-flowing river of the southern Alps : the Buch (France) II - Action of a polluting flux on the water's hydrochemistry Keywords : hydrochemistry, effluents, river, Alps, principal component analysis. In its middle section, the Buëch river drains waste water from the city of Laragne. The spatial development of the wastewater's chemical nature was studied at 6 points on the sewer drainage system and the Veragne river (river receiving waste water outflow from the city and its slaughterhouse). Temporal evolution was noted for each hour of the day. The impact of waste on the Buëch river was analyzed through samples taken at 5 points upstream and downstream from the confluence of the Buëch and Veragne rivers. Though high in its tributary, pollution is rather low in the river itself. The study makes clear the over-whelming importance of dilution and sedimentation on biodégradation, the latter being barely detectable during the summer dry season. Introduction Un suivi é c o l o g i q u e mené sur le Buëch, rivière des Alpes du Sud, a m o n t r é que les c o m p o s a n t e s physiques et c h i m i q u e s du cours subissent une évolution « naturelle » de l'amont vers l'aval. A cette eutrophisation se superpose une eutrophication résultant du Travail réalisé avec la collaboration technique de M M . Ha bai (J.C.) et G a m i e r (R.). 1. Laboratoire d'Hydrobiologie, Université d'Aix-Marseille I, Centre Saint-Charles, Marseille. 2. Laboratoire d'Ecologie Animale, Hydrobiologie, Université d Aix-Marseille III, centre Saint-Jérôme, Marseille. rejet des eaux usées des deux principales villes riveraines : Serres et Laragne. (Vespini, Légier & Champeau 1987). Les perturbations apportées par la v i l l e de L a r a g n e et par ses abattoirs sont importantes en intensité ponctuelle. Leurs répercussions qui se font sentir sur le cours inférieur du Buëch font l'objet d'une étude d é t a i l l é e dans cette d e u x i è m e n o t e . Avant d ' a b o r d e r l'étude du cours axial du Buëch, il convient de définir le rejet lui-même et p o u r c e l a d'analyser : 1 1. La numérotation des stations correspond à celle utilisée par les auteurs dans la publication citée précédemment. Article available at http://www.limnology-journal.org or http://dx.doi.org/10.1051/limn/1988004 4 F. V E S P I N I , P. LEGIER, A. C H A M P E A U (2) — sa c o m p o s i t i o n au sortir du réseau d'égoultage et son é v o l u t i o n spatiale dans le V é r a g n e en amont de la c o n f l u e n c e a v e c le Buëch ; — son é v o l u t i o n j o u r n a l i è r e au travers des princ i p a u x p a r a m è t r e s liés aux activités d o m e s t i q u e s . 1. Méthodes 1.1. Composition et évolution spatiale des eaux de rebut dans le V é r a g n e 17 p a r a m è t r e s physiques et chimiques : p H , Cond. ( C o n d u c t i v i t é ) , T ( t e m p é r a t u r e ) , O2 ( o x y g è n e dissous), S i 0 2 ( S i l i c e ) , C l " (chlorures), Dt. ( D u r e t é totale). D e . ( D u r e t é calcique), D.B.O5 ( D e m a n d e bioc h i m i q u e en o x y g è n e en 5 jours), A l . (Alcalinité), NC>2~(Nitrites), NO3IN it rates), N . O . P . (Azote organiq u e p a r t i c u l a i r e ) , la f o r m e a s s i m i l a b l e du phore : P O 4 3 - phos- (Orthophosphates), M.E.S. (Matières en suspension, O.P.C. (Oxydabilité au permanganate à c h a u d ) et C.O.P. ( C a r b o n e o r g a n i q u e p a r t i c u l a i r e ) p e r m e t t e n t de c a r a c t é r i s e r le rejet station R v {fig. 1). L e s effluents sont évacués dans le V é r a g n e sans BIJEÇH é p u r a t i o n p r é a l a b l e a p r è s avoir reçu les eaux canalisées qui a l i m e n t e n t un m o u l i n (Cm). / Ce canal est une d é r i v a t i o n du B u ë c h au niveau d ' E y g u i a n s . T r o i s stations situées sur le V é r a g n e (V2. Aj4 et V3) en a v a l d e la prise en c h a r g e des effluents d o m e s t i q u e s et des eaux du canal du moulin permettent d'appréhender l'évolution spatiale de Fig. 1. Schéma du réseau des eaux de rebut de Laragne (Cm. = canal du moulin, Rv. - rejets de la ville, V | „ . V stations prises sur le Véragne, Bl 1 et B12 = stations prises sur le Buëch). 3 la c h a r g e polluante sur une portion de cours réduite (80 m ) et de c o n n a î t r e l ' i m p o r t a n c e de cette c h a r g e a r r i v a n t au B u ë c h . A 1 4 au niveau du collecteur des eaux résiduaires de la ville de L a r a g n e (Le V é r a g n e ) , B 1.2. Evolution temporelle des eaux de rebut n et B12 respec- tivement situées en amont et en aval i m m é d i a t de Q u a t r e f o r m e s de l ' a z o t e : N H 4 + (ion a m m o - la confluence du V é r a g n e et du Buëch ; les stations n i u m ) , N0 ~, N 0 " N . O . P . , et P 0 3 - , O . P . C , C.O.P. et B ] j et Bj4 situées à 4 et 10 k i l o m è t r e s plus en aval. 2 3 4 p a r a m è t r e s plus spécialement caractéristiques Ces d e r n i è r e s permettent d'évaluer la longueur de d e s rejets d'eaux usées d o m e s t i q u e s ont été analy- r i v i è r e touchée par cette pollution o r g a n i q u e et sés au c o u r s d'une j o u r n é e , e n t r e 6 h et 22 h a v e c d'analyser l'intensité des phénomènes d'autoépura- une p é r i o d i c i t é d'une heure, sur deux stations, l'une tion liés au cycle hydrologique de la rivière. De plus, p r i s e sur le V é r a g n e en V , l'autre en aval de la la station B confluence du V é r a g n e et du Buëch en B12. Le temps amont du déversement des eaux usées nous sert de de transit de la m a s s e d'eau entre les deux points référence (dans les A.C.P. de notre étude précédente é t a n t de l ' o r d r e d e 30 mn., les p r é l è v e m e n t s effec- portant sur l'ensemble des stations du cours d'eau, - Cl , 6 localisée sur le Buëch à 20 km en 2 tués en B12 ont été décalés d'autant. le « point-station » B6 était très voisin de l ' o r i g i n e des axes dans le plan factorie! I - I I mettant ainsi en 1.3. Evolution spatio-temporelle de la charge pol- évidence, d'une part, l'absence de particularités liées luante dans le cours axial à la minéralisation naturelle des eaux de la station Six s t a t i o n s ont été choisies de façon à e n c a d r e r la s o u r c e d e p o l l u t i o n {fig. 2). Ce sont les stations et d'autre part, le faible v o l u m e des apports e x o g è nes eutrophisants). (3) 5 ÉCOLOGIE D ' U N E R I V I È R E N O N A M É N A G É E D E S ALPES DU S U D Fig. 2. Le bassin versant du Buçch : localisation des stations d'étude. Ces six stations sont suivies pendant la durée d'un c y c l e h y d r o l o g i q u e . Les descripteurs retenus p o u r c a r a c t é r i s e r la masse d'eau sont : — N 0 - , N 0 " , N.O.P., P O | ~ , O . P . C , D.B.O5, C l " . 2 3 Les d e s c r i p t e u r s C.O.P., retenus p o u r caractériser l'ensemble de l'agglomération qui possède une population permanente de 3 900 habitants et un abattoir de m o u t o n s . L e débit des rejets varie d o n c d'une part, en fonction de la saison (pluies ou déficit hydrique) et d'autre part, en fonction de la p é r i o d i c i t é j o u r n a l i è r e des activités domestiques. les sédiments sont : 2.1. Evolution spatiale dans le Véragne — le c a r b o n e o r g a n i q u e ( C O . ) et l'azote ( N . ) . En outre, le p H , la Cond., l ' 0 , les Dt. et D e , l'Ai., Un p r é l è v e m e n t effectué au niveau du rejet d e la 2 M . E . S . et S i 0 2 sont précisés dans les six stations. ville (Rv) r é v è l e que les éléments q u i traduisent plus spécialement une pollution domestique tels P 0 2. Caractéristiques physiques et chimiques des eaux de rebut 3 4 , O . P . C , N.O.P., D.B.O5... présentent des valeurs très é l e v é e s mais aussi, que la c o n c e n t r a l i o n des autres c o m p o s é s est i m p o r t a n t e ( T a b l e a u I). L e s concentrations baissent sensiblement L e s y s t è m e d ' é g o u t t a g e de la ville de L a r a g n e est entre s i m p l e et non séparatif. Un seul c o l l e c t e u r reçoit à les stations R v et A14. On note une légère hausse en la fois les eaux V usées et les eaux de pluie de 3 due à un p h é n o m è n e de « reflux » . 6 F. V E S P I N I , P. LEGIER, A. C H A M P E A U (4) Tableau I. Caractéristiques physiques et chimiques des eaux parvenant au Véragne et des eaux du Véragne lui-même en aval de Laragne (janvier 1983). De STATIONS pH Cond. T 0 2 SÏ02 Cl- DBO Al N0 2 NO3 < MES Dt OPC COP NOP Rv 7,0 606 10,4 7,5 9,15 47,0 290 260 . 290 0,32 4,55 8,15 237.0 27,0 24,17 2,42 Cm 7,8 232 3,3 13,6 3,85 15,5 200 180 2,42 180 tr 2,68 0,01 106,0 0,7 2,73 0,11 VI 7,8 506 0,2 13,7 5,45 14,5 510 465 4,84 210 tr 5,95 0.01 61,6 0.8 5,56 0,35 4.84 210 0,06 4,20 0,40 26,6 3,3 11,52 0,23 VZ 7,7 385 1,9 13,4 5,20 23,5 390 365 AH 8,0 2S6 2,9 12,9 4,35 16,5 260 210 4.64 200 tr 2,65 0.26 43,0 2.0 10,24 0.83 V3 7,9 289 2,9 13,5 4,70 16,0 260 240 4,84 190 tr 2,60 0,34 47,0 3,5 3,53 0,79 L o r s q u ' o n se r é f è r e à la concentration des effluents, la charge polluante arrivant dans le Buëch au niveau d e la station B est, du fait des dilutions successives, nettement plus réduite. Au m o m e n t de la c o l l e c t e des échantillons, le débit du V é r a g n e en Aj4 était de 1,3 m /s, celui du Buëch (au niveau de la station B u était de 9,1 m /s ; la dilution apportée par les eaux du Buëch est d o n c très importante (fig. 3). 1 2 3 3 2.2. Evolution des principaux paramètres hydrochim i q u e s entre les rejets (Véragne) et le Buëch C o m m e le m o n t r e la figure 3, la c h a r g e fluctue é n o r m é m e n t au c o u r s d'un c y c l e j o u r n a l i e r ; ces f l u c t u a t i o n s sont r a p i d e m e n t a m o r t i e s vers l'aval essentiellement par suite d e phénomènes de dilution et d e d i s p e r s i o n m a i s aussi par suite d e p h é n o m è nes d e s é d i m e n t a t i o n et de b i o é p u r a t i o n . 2.2.1. L'AZOTE C o m m e dans la plupart des effluents urbains, l ' a z o t e se t r o u v e e s s e n t i e l l e m e n t sous sa f o r m e a m m o n i a c a l e : u r é e , a c i d e urique, protéines... — L e s v a l e u r s d e N H + (fig. 3.A), sont faibles à 6 h du m a t i n , e l l e s s'élèvent p r o g r e s s i v e m e n t pour a t t e i n d r e un m a x i m u m à 10 h. La c o n c e n t r a t i o n baisse e n s u i t e l e n t e m e n t dans le c o u r s de l'aprèsm i d i et dans la s o i r é e . D e u x pics de m o i n d r e importance sont notables à 16 h et à 20 h. Les valeurs relevées à 22 h sont e n c o r e légèrement supérieures à celles e n r e g i s t r é e s à 6 h. Dans les effluents q u ' i l étudie, V a n d e r b o r g h t (1980) constate que les concentrat i o n s se stabilisent e n t r e 24 h et 6 h. C o m m e dans la S e m o i s , les variations journalières d e N H + dans le V é r a g n e sont en r e l a t i o n avec le r y t h m e de l'activité humaine. — L e s teneurs en N . O . P . (fig. 3.B) suivent sensib l e m e n t les m ê m e s fluctuations. Cependant, le pic de 20 h est beaucoup plus m a r q u é que celui relevé dans l'évolution de la teneur en N H . L e s concentrations dosées sont environ 12 fois plus faibles que celles mesurées p o u r le N H + . Ceci peut ê t r e la conséquence d'un phénomène d'ammonification qui a lieu en grande partie dans le réseau d'égout : Vanderborght (1980) signale en effet qu'en fin de réseau, les proportions peuvent atteindre j u s q u ' à 80 % de N H 4 et 20 % de N.O.P. Ensuite cette ammonification se poursuit dans le V é r a g n e . + 4 4 + — L e s concentrations en N 0 3 ~ (fig. 3.C) relevées au cours du cycle journalier, restent relativement constantes bien qu'une chute b r u t a l e de la concentration à 16 h, soit o b s e r v é e sans e x p l i c a t i o n . L e signal c o m p l e x e enregistré s ' e x p l i q u e par un m é l a n g e d'eaux : • eaux de ruissellement a g r i c o l e ; • eaux de pluie dans le système d'égout ; • eaux domestiques, avec passage de la f o r m e N H 4 - à la forme N O 3 par nitrification (aussi bien dans l e réseau d ' é g o u t t a g e que dans la rivière). 4 - 4 4 Vanderborght a effectué des mesures directement dans le système d'égout et conclut q u e N O 3 présente une courbe d'allure inverse de celle de NH . N 0 3 ~ p r é d o m i n e : les concentrations dosées sont en effet environ 3 fois supérieures à celles enregistrées p o u r N H 4 + . Dans le V é r a g n e , les fortes concentrations en N O 3 mesurées au niveau de la station V , proviennent en partie d e l'oxydation d e N H + et N 0 ~ ; mais si l'on se r é f è r e au T a b l e a u I, on constate que N 0 3 ~ seulement est véhiculée en g r a n d e quantité par le ruisseau luim ê m e en V j . - + 4 - 2 4 2 Fig. 3. Evolution journalière comparée des descripteurs des eaux du Véragne en A14 (courbes en trait plein) et du Buëch au niveau de la station B12 (courbes en trait interrompu). g F. V E S P I N I . P. LEGIER, A. C H A M P E A U (6) {fig. 3.D) p r é s e n t e le m ê m e t y p e d ' é v o l u t i o n L ' a m o r t i s s e m e n t v e r s l'aval des fluctuations des au c o u r s d e la j o u r n é e q u e N H + . On c o n s t a t e tou- différents descripteurs m e t l'accent sur l'impor- tefois, q u e le m a x i m u m a lieu à 11 h, la d é c r o i s s a n c e tance étant e n s u i t e b r u t a l e d è s le début de l'après-midi ; sédimentation. N0 ~ 2 4 des phénomènes de dilution et de on n o t e un nouveau pic à 16 h, son a m p l i t u d e est 2,5 fois m o i n d r e que celle observée pour N H +. 4 3. Evolution spatio-temporelle de la charge polluante dans le Buëch 2.2.2. L E S O R T H O P H O S P H A T E S L ' é v o l u t i o n d e la c o n c e n t r a t i o n en P 0 3 _ 4 {fig. 3.E) est s e m b l a b l e à c e l l e du N H + . La teneur m a x i m u m L ' é v o l u t i o n des conditions a b i o t i q u e s du Buëch, est r e l e v é e à 12 h. U n s e c o n d p i c , m o i n s m a r q u é , en amont et en aval de L a r a g n e , est analysée au 4 a p p a r a î t à 17 h. V a n d e r b o r g h t constate q u e l'amplit u d e du signal du l u n d i 1 est r é g u l i è r e m e n t plus éle- v é e . E l l e p e r m e t de r e c o n n a î t r e le j o u r habituel d e m o y e n d'une A.C.P. (analyse en c o m p o s a n t e s princ i p a l e s ) . P a r suite des fluctuations journalières constatées au niveau des d e s c r i p t e u r s choisis, tous l e s s i v e , c a r dans les e a u x usées m é n a g è r e s , les les échantillons d'eau ont été p r é l e v é s sensiblement c o m p o s é s du p h o s p h o r e sont associés en grande par- à la m ê m e heure. A u x cinq stations p r o s p e c t é e s sur le cours principal ( B , B n , B ] 2 , B tie aux d é t e r g e n t s . 6 tée 2.2.3. LOXYDABILITÉ 1 3 et B14). est ajou- une station du V é r a g n e ( A | ) ; e l l e p e r m e t de 4 d é f i n i r la c h a r g e polluante a r r i v a n t dans le Buëch L'O.P.C. donne une idée globale de la concentration (Tableau I I ) . en m a t i è r e s o r g a n i q u e s et en substances réductrices. La part de v a r i a n c e c u m u l é e est de 60,48 % sur L a c h a r g e de l'effluent atteint son m a x i m u m en fin les deux p r e m i e r s axes principaux : 37,23 % sur le de m a t i n é e : de 10 à 1 2 h ( / i g . 3.F) elle décroît ensuite p r e m i e r , 23,25 % sur le second. Parmi les 17 descrip- f o r t e m e n t en début d'après-midi, m a r q u e un s e c o n d teurs pic à 16 h, puis un t r o i s i è m e aux e n v i r o n s d e 22 h. contribution significative seulement sur l'axe I V , c e retenus p o u r l'étude, le p H p o s s è d e une d e s c r i p t e u r ne sera donc pas p r i s en c o n s i d é r a t i o n 2.2.4. L E C A R B O N E O R G A N I Q U E PARTICULAIRE dans l'interprétation des résultats. L a c o u r b e r e p r é s e n t a n t les v a r i a t i o n s j o u r n a l i è r e s d u C.O.P. (fig. 3.G), p o s s è d e la m ê m e a l l u r e q u e 3.1. Interprétation d u premier axe principal c e l l e t r a c é e p o u r l ' é v o l u t i o n de l ' O . P . C , m a i s les 3 p i c s sont p l u s p r é c o c e s puisqu'ils apparaissent 2 h La m a t r i c e de corrélation entre les variables et les c o m p o s a n t e s principales m o n t r e q u e seul 0 avant. 2 pré- sente une c o r r é l a t i o n n é g a t i v e a v e c la c o m p o s a n t e 2.2.5. L E S C H L O R U R E S Comme p r i n c i p a l e C | . A l'opposé, les plus fortes valeurs de p o u r les c o n c e n t r a t i o n s en P 0 3 4 ~, le m a x i m u m se situe en fin de m a t i n é e (fig. 3 . H ) . L e s Cl~ sont très f a c i l e m e n t solubles, ils ne j o u e n t a u c u n r ô l e dans les p h é n o m è n e s d e d é c o m p o s i t i o n e t ne sont d o n c p a s m o d i f i é s ( R o d i e r 1978). Il est d o n c n o r m a l d e ne pas c o n s t a t e r d'amortissement e n t r e les stations V et B j sauf au niveau du pic (on 2 c o r r é l a t i o n positive r e l e v é e s avec le p r e m i e r axe sont, p o u r les d e s c r i p t e u r s du m i l i e u aqueux : le P 0 3 - , l ' O . P . C , la DBO5 et le N.O.P. et pour les sédi4 ments, le C.O. L e p r e m i e r axe p r i n c i p a l est donc e n t i è r e m e n t d é t e r m i n é , d'une part, par la m a t i è r e o r g a n i q u e au sens l a r g e , (qui s ' o p p o s e à la concentration en 0 ) et d'autre part, par les P 0 2 3 4 ~ . \\ 2 i n c r i m i n e r a a l o r s un p r o c e s s u s d e d i l u t i o n ) . décrit donc l'intensité de la pollution d o m e s t i q u e (à la fois dans l'eau et dans les s é d i m e n t s ) . Les résultats obtenus à la suite des analyses d'eau r é a l i s é e s t o u t e s les h e u r e s sont en p a r f a i t e c o n c o r - Certaines v a r i a b l e s telles : O . P . C , C.O.P., P 0 3 - , 4 d a n c e avec les o b s e r v a t i o n s faites par V a n d e r b o r g h t N.O.P. sont (1980) sur la S é m o i s durant une s e m a i n e . (Tableau III). fortement corrélées entre elles La D.B.O.5 fortement c o r r é l é e avec la c o m p o s a n t e 1. Les prélèvements ont été réalisés, dans le Véragne, le lundi 22 août 1983. C ] , est à la fois c o r r é l é e aux d e s c r i p t e u r s du m i l i e u aqueux et au C.O. du sédiment (les c o e f f i c i e n t s sont 9 ÉCOLOGIE D ' U N E R I V I È R E N O N A M É N A G É E DES ALPES DU S U D (7) Tableau II. Résultats des analyses effectuées au cours d'un cycle hydrologique dans les 5 stations du Buëch et dans le Véragne. . B6 Bit B12 H A1 H A HS J A N V1 E R BU BU AU . B6 Bl 1 B12 160 235 190 180 185 BU ISO 160 190 185 240 190 175 190 170 185 200 200 2O0 195 260 230 215 215 220 210 290 200 200 200 200 190 250 Cond. 319 383 7.6 378 7,6 769 7.9 432 8.0 437 8,0 466 468 654 8,0 315 7.9 332 8,0 340 7.6 381 7,7 436 PU T. 364 7,6 335 8.0 337 8,0 429 8,3 3.0 0,6 2,9 2,0 1,5 13.9 14,0 13,8 14,1 13,6 I sat.. 100 100 100 100 100 2,9 13.2 13,4 13.9 13,7 13,5 10,6 11,6 11,6 11.1 100 100 180 190 190 2 Al. 160 ISO 180 180 Bl 1 BI2 B13 Oc . 0 AU . B6 BI3 180 EAU De . 8.1 7.9 7.9 13.5 13.6 9,6 8.9 10,5 10,0 11,5 U,6 100 100 100 100 190 195 190 190- 7,3 10.1 11.5 10,3 98 100 185 18S 185 7,0 0.52 23,6 4,6 8,8 7,8 47,0 11,6 57,4 41,0 OPC 0,65 0.75 0,50 0.80 0.55 3,50 0,52 0.S7 1,22 0.62 0,70 < 7.50 7.0 17,5 IB.5 0.42 0.37 AU 220 100 100 180 180 195 22,4 30,6 8,2 0.45 0,45 9,5 8,5 tr. 100 0,80 16,0 7,0 cr. tr. 2,38 2,16 2,60 1,82 1,45 1,45 t.62 1.52 2.61 1 ,49 1.59 1,63 1,66 1,85 0,01 0.01 0,05 0,01 o.ot 0,01 0,01 2.16 0,27 tr. cr. 0,01 tr. tr. cr. 9,0 9,0 9.0 tr. tr. tr. 8.0' 10,0 tt tr. 7,0 9,5 9 ,S tr. tr. tr 0,04 0,02 0,34 0,01 0,01 o.ot 0,01 o.ot 1.02 0,01 D&O5 2,01 2,22 2,22 2.22 2,42 4,84 2,62 - - COP 0,47 0,26 0,37 0,30 0,29 3.53 0,92 0.30 0.10 NOP 0.02 0,19 0,03 0,03 0.01 0,02 « r 1B0 1,12 2,44 2,12 N02 18.5 16.5 100 220 12,6 23,4 17,2 Cl- 100 85.6 HE S 36,0 61,4 8,1 13,0 11,9 13,8 10,9 B13 180 0,06 0,02 0,79 0,10 2,82 2,72 3.02 3.12 S,84 1,14 1,72 1,00 1,04 10.47 0,23 0,14 0,13 0.17 0.86 CO. 3.77 3,09 2,54 2,67 6,19 7.6 3.40 3.00 2,20 1,94 3,75 7,51 - H. 0,14 0,62 0,33 0,36 0,56 1.46 0,10 0,09 0.16 0,55 1,67 1.44 - 0,20 - - 8.0 - 0.12 0,26 1,10 0,01 0,03 0, 11 SEDIMENT EAU - B6 Bll J U I N B12 B13 B14 AU . B6 Bll AOUT B12 B13 B14 AU ., B6 S E: P TE M BH E Bl 1 B12 B13 A U . B6 225 210 210 225 230 205 240 225 220 270 455 554 769 766 739 670 784 7,B 7,8 7.9 7.7 7,5 7,5 8,1 6,5 9,4 14.7 12.6 12,3 12.8 13,1 IOO 1 O 0 100 100 100 100 190 195 180 225 185 195 6,5 150 165 165 155 150 175 185 175 170 195 155 180 190 175 180 190 200 185 195 Dt. 180 190 195 195 190 210 210 210 185 215 165 195 225 235 225 225 255 Cond. pH 441 511 513 499 520 513 769 791 813 714 76B 315 424 476 455 422 7,9 8,0 8,0 7.8 T. 14.4 18.3 19,6 21.1 21.6 18,8 19.2 02 11,0 10,0 10,3 7.9 7,9 7,9 7,8 20,8 19.9 7.7 8,0 8.0 8,1 8,0 7,9 7.7 20.2 12,8 21,3 19,0 19.3 19,2 19,3 6,1 11,9 9,0 100 100 170 1S0 7,9 10.3 9,9 10,6 9.4 8,9 6,8 11,3 Z u t . 100 100 100 100 100 100 100 83 100 100 76 100 100 9,6 10.5 100 100 170 180 180 175 170 185 185 180 195 195 195 18S 190 160 8,2 5,2 16.0 3,0 Al. MES OPC ci- 0.85 0,70 0,95 8,7 7,9 7i9 19.5 20,3 7,4 9,5 185 A14 . 200 215 De. 519 8,0 N O V E H BR E 812 Bll BI3 Bl6 5.6 0.5 6.3 1.7 2,4 17,0 0,80 0.85 15,4 2,4 45,2 17.0 15.2 12,4 1,8 B,8 12,8 8.2 5,0 1,20 0,60 0,55 1.90 0,65 0,SO 2.10 0.40 0,78 1,08 0.75 0,53 0,78 0,55 0,42 0,57 24,0 20,5 24.5 10,0 85.0 80,0 52.5 55.0' 77,5 22,5 65,0 86,0 80,0 57,5 87,5 27,5 57,5 1.3 12,3 100 200 2,5 0.47 14,C 60.0 45 55.0 1.5 0.6 1,12 HO] 1.0- tr. tr. 0,03 0.02 0,02 0,18 0,03 0,02 tr. 2.32 2,04 2,12 2,95 3,65 3,46 4,25 3.00 3,54 2,32 2,16 2,12 2,32 2,36 1,55 0.02 1.69 tr. 1.31 0,04 1.25 2,15 2,22 tr. tr. 2.04 1,07 1.53 55,0 0,01 P03" 0.01 0,01 0,03 0,01 0.01 0,12 0,03 0.02 0,19 0,02 0,01 0,33 0,01 0.01 0.25 0,12 0,01 0,23 0,03 0,01 0,17 0.10 0.02 0.38 3,53 8,07 7.0 24,5 24,0 tr. tr. te 0.16 tr. tr. tr. tr. tr. 1.59 DB05 0,90 1,31 1,61 2,01 0,60 5.24 3,02 3.73 3,B3 2,21 2,82 6,04 1,11 1,21 3.43 2,32 1,41 1,12 3.33 5,14 4,44 COP 0,16 0,90 0,21 0,10 0,05 1,20 0,04 0,21 1,03 0,29 0,07 1,45 0,09 0,08 1,44 0,43 0,06 1,00 0,02 0,03 0,40 0,20 0,15 2,81 HOP 0,02 0,01 0,04 0,04 0,12 0,20 0.09 0.07 0,16 0.11 0,08 0,32 0,10 0,04 0,24 0,08 0,06 0,26 0,01 0,05 0,06 0.03 0.03 0.25 SEDIMENT CO. 3,36 1.75 7,56 8,19 0,26 1,71 2,07 1.41 2.56 9,44 7.16 5,95 10 . 76 7,97 5,71 1.27 1,10 5,80 0,44 4,19 6,37 6.4B 1 .66 4,B8 7.59 22,64 4 ,B6 8,14 8.21 3.27 0.54 1,55 1,4B 6,78 0.75 1,46 0,39 0,64 1,15 H. 1,00 2,55 2.70 0,86 6,15 0,89 5,18 11,75 2,62 0,64 10 F. V E S P I N I , P- LEGIER, A. C H A M P E A U (8) de l ' o r d r e de 0,5). L a p l u p a r t des autres descripteurs L'axe I met donc en évidence l'importance de l'évo- s o n t b i e n c o r r é l é s a v e c C [ et p a r t i c i p e n t , m a i s à un lution saisonnière dans un tel h y d r o s y s t è m e . I l tra- d e g r é m o i n d r e , à la d é t e r m i n a t i o n de l'axe. C o m m e duit une pollution ( e u t r o p h i c a t i o n ) p a r des matiè- n o u s l ' a v o n s vu p r é c é d e m m e n t lors d e l'étude de la res o r g a n i q u e s , mais aussi une eutrophisation d e c o m p o s i t i o n du rejet, l e u r c o n c e n t r a t i o n est plus l'ensemble des stations, n o t a m m e n t au cours de la i m p o r t a n t e dans l'effluent que dans la r i v i è r e . p é r i o d e estivale. L e s s t a t i o n s r e p r é s e n t é e s dans le plan p r i n c i p a l I / I I se r é p a r t i s s e n t sur l ' a x e I, de la façon suivante : la s t a t i o n A 1 4 ( V é r a g n e ) o c c u p e la p a r t i e p o s i t i v e de l ' a x e d u r a n t tout le c y c l e ; les autres stations, toutes situées sur le Buëch, se répartissent d'une part, en fonction de l'époque du prélèvement, d'autre part en f o n c t i o n de l e u r p o s i t i o n g é o g r a p h i q u e p a r rapp o r t au V é r a g n e (fig. 4). Ainsi, les points qui représentent les a n a l y s e s effectuées en j a n v i e r , se situent sur la p a r t i e n é g a t i v e d e l'axe I, en o p p o s i t i o n a v e c les é c h a n t i l l o n s p r é l e v é s en août, plus p r o c h e s d e c e u x e f f e c t u é s dans le V é r a g n e . L e s p r é l è v e m e n t s r é a l i s é s au c o u r s des m o i s de mars, s e p t e m b r e et n o v e m b r e o c c u p e n t une position i n t e r m é d i a i r e . L e s r é s u l t a t s des a n a l y s e s e f f e c t u é e s en j u i n se r a p p r o chent d e ceux du m o i s de j a n v i e r mais les é c a r t s des c o o r d o n n é e s e n t r e les stations y sont plus g r a n d s . La station subit de façon m o i n s é v i d e n t e les effets d e l'apport en é l é m e n t s nutritifs. S o n évolution t e m p o r e l l e présente à peu près le m ê m e profil q u e celui de la station B I 2 avec, toutefois, des v a l e u r s plus basses en août et en s e p t e m b r e . L a c o u r b e dressée à p a r t i r des p r é l è v e m e n t s effectués dans la station B 1 4 se r a p p r o c h e de celle de la sta- tion de r é f é r e n c e B : les effets du V é r a g n e n'appa6 raissent plus à son niveau. L a station B j est cepen4 dant c a r a c t é r i s é e p a r une plus g r a n d e constance dans son niveau d'eutrophie : l'amplitude des variations saisonnières y est plus restreinte. On note au niveau de la station B u , u n e l é g è r e a u g m e n t a t i o n du niveau d ' e u t r o p h i e p a r r a p p o r t à la station B 6 mais l'allure d e la c o u r b e reste la m ê m e . Sauf peut-être en août, B 6 apparaît bien c o m m e une station de référence. M a i s il i m p o r t e d e signaler Fig. 4. Impact des eaux du Véragne sur le chimisme du Buëch. L'évolution est suivie à partir des coordonnées des points « station-temps » sur l'axe I (en haut et à droite : courbe temporelle du débit). LU: F i g . 5. I m p a c t d e s e a u x d u V é r a g n e s u r le c h i m i s m e d u B u ë c h . L ' é v o l u t i o n est s u i v i e à p a r t i r des c o o r d o n n é e s d e s p o i n t s * s t a t i o n - t e m p s » s u r l'axe II ( e n h a u t et à d r o i t e : c o u r b e t e m p o r e l l e d u d é b i t ) . q u e dans un tel h y d r o s y s t è m e , l ' é v o l u t i o n saison- Il est é v i d e n t qu'au delà d'une certaine l i m i t e , le n i è r e p r i m e sur l ' é v o l u t i o n spatiale : la station B$ d é b i t continuant d ' a u g m e n t e r , les c o n c e n t r a t i o n s p a r e x e m p l e , p r é s e n t e en août un d e g r é d'eutrophie des différents éléments dans l'eau chuteraient : c'est s u p é r i e u r à celui o b s e r v é dans la station B12 au ce q u e c o n f i r m e n t les résultats des m e s u r e s effec- cours des m o i s d e j a n v i e r , m a r s et juin. tuées au c o u r s du m o i s d e m a i (pleine c r u e ) . C e s résultats n'ont pas é t é pris en compte dans l'analyse, 3.2. Interprétation d u second axe principal certains descripteurs n'ayant pas pu être échantillonnés. Sur l'axe I I s'opposent d'une part, les descripteurs dont la teneur a u g m e n t e p a r d é p ô t ou p a r concentration l o r s q u e l e d é b i t est faible ( N O f ; NO3; C l " ) et d ' a u t r e part, c e u x dont les v a l e u r s a u g m e n t e n t a v e c le débit, soit p a r l e s s i v a g e (Dt.) soit p a r r e m i s e en suspension (C.O.P., N . O . P . , P 0 3 - , O . P . C . ) ' soit, 4 enfin, par suite d u b r a s s a g e plus i m p o r t a n t de l'eau (o ). 2 L e s m o i s d e m a r s et d'août s'opposent sur l ' a x e I I (fig. 5) et mettent ainsi en relief l ' i m p o r t a n c e d e s p h é n o m è n e s liés à l ' h y d r a u l i q u e . En août, au c o u r s de l ' é t i a g e estival, un p h é n o m è n e de sédimentation p r é d o m i n e au n i v e a u d e toutes les stations ; il est p a r t i c u l i è r e m e n t s e n s i b l e au n i v e a u d e s stations A [ et B12 dont l e s p o s i t i o n s 4 sont très n é g a t i v e s , une p a r t i e i m p o r t a n t e de la c h a r g e v é h i c u l é e p a r les eaux du V é r a g n e se d é p o s e 1. Les teneurs en orthophosphates augmentent en début de crue, P 0 ~ fait partie des anions facilement fixés par le sol. 3 4 avant la c o n f l u e n c e , une a u t r e partie p a r v i e n t au B u ë c h et se d é p o s e au niveau de la s t a t i o n B [ . 2 12 (10) F. V E S P I N I , P. LEGIER, A. CHAMPEAU Tableau III. Matrice de corrélation entre les variables (Légendes : Dt - Dureté totale. Al. — Alcalinité, MES = Matières en suspension, OPC = oxydabilité au permanganate à chaud, Cond. = Conductivité, COP = Carbone organique particulaire, N O P = Azote organique particulaire, CO. Sed = Carbone organique du sédiment, N . Sed = Azote organique du sédiment). Dt Dt 1.000 PH °2 Al Si0 2 MES OPC Cl- N0- Cond 0BQ PH 0.162 1.000 02 0.169 0.173 Al 0.487 0.126 -0.084 1.000 SIOz 0.170 -0.183 -0.340 0.312 MES 0.370 0.264 -0.000 0.320 -0.010 1.000 OPC 0.518 0.133 -0.250 0.430 0.106 0.637 1.,000 Cl- 0.109 0.036 -0.356 0.172 0.536 -0.313 -0. ,111 HOl -0.19Z -0.219 -0.931 0.130 0.391 -0.071 0.,154 0.424 1.000 DBO 0.511 -0.202 -0.309 0.626 0.332 0.265 0..423 0.353 0.381 1.000 Gond 0.200 -0.092 -0.363 0.370 0.531 0.056 0,.271 0.487 0.496 0.573 1.000 N0 COP 3 NOP 1.000 1.000 1.000 3 -0.077 0.076 -0.444 0.140 0.467 0.073 0..219 0.392 0.514 0.111 0.403 1.000 < 0.634 0.022 -0.276 0.S56 0.225 0.493 0..915 0.123 0.219 0.662 0.364 0.175 1.000 COP 0.639 0.126 -0.110 0.536 0.091 0.706 0..952 -0.150 0.037 0.521 0.219 0.082 0.930 1.000 NOP 0.613 0.211 -0.196 0.522 0.169 0.662 0..881 -0.048 0.113 0.562 0.313 0.200 0.847 0.877 1.000 COSed 0.110 -0.142 -0.741 0.130 0.446 -0.073 0..282 0.525 0.736 0.558 0.532 0.502 0.430 0.195 0.312 NSed 0.071 -0.101 -0.417 0.111 0.356 -0.064 0..154 0.247 0.524 0.293 0.411 0.539 0.244 0.094 0.154 N0 En m a r s , avec l ' a u g m e n t a t i o n du débit se p r o d u i t et du Buëch (fig. 1). La z o n e de d é c o m p o s i t i o n qui une r e m i s e en suspension des é l é m e n t s qui s'étaient devrait lui faire suite dans le B u ë c h n'est perçue que a c c u m u l é s ou d é v e l o p p é s sur le fond de la r i v i è r e pendant ( d é p ô t s o r g a n i q u e s , a l g u e s , m i c r o o r g a n i s m e s bacté- l'étiage hivernal et pendant les hautes eaux de la l'été ( T a b l e a u I I I ) . En effet, si pendant riens...) p o u r toutes les stations, m a i s aussi p a r c e rivière, q u e le s y s t è m e d e s eaux est non séparatif, des dépôts les valeurs mesurées en aval de la confluence Buëch- a c c u m u l é s dans les conduites. L ' e n s e m b l e p r o v o q u e V é r a g n e sont f a i b l e s et v o i s i n e s d e c e l l e s m e s u r é e s u n e b r u s q u e a u g m e n t a t i o n de la c h a r g e p o l l u a n t e . en amont de la confluence. Quelles que soient les sta- C e t t e c h a r g e p a r v i e n t au Buëch où e l l e est i m m é d i a - tions considérées, les eaux sont toujours bien oxy- t e m e n t d i l u é e p a r les eaux grossies p a r la f o n t e d e s génées. O n peut a l o r s penser qu'à cette é p o q u e du n e i g e s et les p l u i e s p r i n t a n i è r e s ; elle n ' a p p a r a î t c y c l e h y d r o l o g i q u e , la r é g u l a t i o n du c h i m i s m e des a l o r s pas p l u s i m p o r t a n t e au n i v e a u de la station eaux est plus m é c a n i q u e (dilution, sédimentation,...) Bj2 q u e d a n s les a u t r e s stations à la m ê m e é p o q u e . A la fin d e s hautes eaux, les p h é n o m è n e s de sédim e n t a t i o n p r e n n e n t à n o u v e a u de l ' i m p o r t a n c e . la D.B.O.5 reste importante dans le V é r a g n e , que b i o l o g i q u e ( a u t o é p u r a t i o n ) . En revanche, au cours de l'étiage estival, on note au niveau de la station B12, la présence d'un important En c o n s é q u e n c e , l'axe I I , isolé par l'A.C.P., r e f l è t e développement bactérien qui s'accompagne de fortes le rôle du débit dans la répartition de la c h a r g e orga- valeurs prises par la D.B.O.5. La valeur de la D.B.O.5 n i q u e e n t r e l'eau et le s é d i m e n t . S'il e x i s t e e f f e c t i v e m e n t une z o n e de b i o d é g r a d a - décroit ensuite p r o g r e s s i v e m e n t depuis le V é r a g n e jusqu'à la station B14. C o r r é l a t i v e m e n t , on o b s e r v e tion, qui c o m m e n c e dans le réseau d'égout lui-même une légère diminution d e la teneur en 0 e t se p o u r s u i t d a n s le V é r a g n e , sa l o n g u e u r est fai- eaux de la station B12 (minimum 83 % en août). Dans ble : 80 m e n v i r o n j u s q u ' à la c o n f l u e n c e du V é r a g n e les autres stations O2 se maintient à saturation. 2 dans les 13 ÉCOLOGIE D U N E RIVIÈRE N O N A M É N A G É E DES ALPES DU S U D (11) L ' o x y d a t i o n des c o m p o s é s a z o t é s qui se p r o d u i t Salée (affluent de l'Argens) dans le V a r ( D e h z a d 1978 plus tard que celle des c o m p o s é s c a r b o n é s est déce- puis G i u d i c e l l i et al. 1980) ou d a n s le T a v i g n a n o en lable : présent C o r s e ( G i u d i c e l l i , L é g i e r , M u s s o & P r é v ô t 1986). d a n s le rejet, l ' a z o t e s o u s f o r m e réduite est t r a n s f o r m é en N C ^ ^ e n t r e le niveau des Dans le réseau h y d r o g r a p h i q u e du B u ë c h , la z o n e rejets dans le V é r a g n e et la station B13. En août, par c r i t i q u e c o r r e s p o n d au s e c t e u r i n f é r i e u r d u V é r a - e x e m p l e , les c o n c e n t r a t i o n s en N H + 4 diminuent p r o g r e s s i v e m e n t e n t r e le V é r a g n e et la station B l 2 ; gne, la c a p a c i t é d ' a u t o é p u r a t i o n de l ' a f f l u e n t est l i m i t é e par sa f a i b l e l o n g u e u r (80 m). U n e c h a r g e - l ' a u g m e n t a t i o n des N Û 2 à la station B12, puis des o r g a n i q u e e n c o r e é l e v é e p a r v i e n t au B u ë c h , e l l e y N 0 ~ ~ à la station B13, met en é v i d e n c e un phéno- subit une dilution importante. L e caractère des phé- m è n e de n i t r i f i c a t i o n . n o m è n e s o b s e r v é s est a l o r s e s s e n t i e l l e m e n t m é c a - 3 nique et m a s q u e le processus d e b i o d é g r a d a t i o n sauf p e n d a n t les basses eaux e s t i v a l e s . 4. Conclusion A l ' i m a g e de la p l u p a r t des s y s t è m e s l o t i q u e s , il apparaît que la c o m p o s i t i o n c h i m i q u e de c h a n g e g r a d u e l l e m e n t de l ' a m o n t v e r s l'aval dans l ' h y d r o s y s t è m e B u ë c h . L a m i n é r a l i s a t i o n et le d e g r é d'eutrophie a u g m e n t e n t au f u r et à m e s u r e q u e c r o î t la s u p e r f i c i e d u b a s s i n versant ( V e s p i n i , L é g i e r & C h a m p e a u 1987). A c e t t e e u t r o p h i s a t i o n perçue à l ' é c h e l l e du c o u r s d ' e a u , se surajoute un certain n o m b r e de p e r t u r b a t i o n s l o c a l e s , q u i p e u v e n t ê t r e c h r o n i q u e s c o m m e c'est le cas des Travaux cités l'eau déversements d'eaux usées m é n a g è r e s ou p r o v e n a n t d ' a b a t t o i r s d a n s le s e c t e u r d e L a r a g n e . M a i s c e s p h é n o m è n e s d'eu trophic ation, sensibles et m ê m e aigus à l'échelle de l'affluent ( V é r a g n e ) , ne s e m b l e n t pas a v o i r , dans le B u ë c h , un i m p a c t c o m p a r a b l e à celui o b s e r v é dans d'autres c o u r s d ' e a u de la r é g i o n c o m m e l'Eau Dehzad (B.). 1978. — Etude écologique d'un cours d'eau pollué : « t'eau Salée » (Var). Thèse de 3ème cycle, Aix Marseille III, 147 p. Giudicelli (J.) Dia (A.), & Légier (P.). 1980. — Etude hydrobiologique de l'Argens (Var) ; peuplements invertébrés et distribution longitudinale. Bijdr. Dierkd.. 50: 303-341. Giudicelli (J.), Légier (P.). Musso (J.J.)&Prévôt !G.).1986. — Impact d'une perturbation, polluante d'origine organique sur les populations et. les communautés d'invertébrés benthiques et en dérive d'une rivière méditerranéenne, le Tavignano (Corse). Ecologia Mediterranea, XII, 1-2: 31-61. Vanderborght (P.). 1980. — Etude physicochimique des eaux de la Semois. Thèse. Arlon Fond. Univ. Ltixemb. : 264 p. Vespini (F.), Légier (P.) & Champeau (A.). 1987. — Ecologie d'une rivière non aménagée : L e Buech (France), I. Evolution longitudinale des descripteurs physiques et chimiques. Annh. Limnol, 23(2): 151-164. r