Comprendre les impacts éventuels du développement dans des milieux arctiques vierges sur la qualité de l'eau au moyen d'études hydrologiques emboîtées

Chercheur principal - Michael English, professeur, Université Wilfrid Laurier (2001-2004)

Enjeu

La province géologique Slave dans les Territoires du Nord-Ouest a récemment attiré d’importants projets d’extraction du diamant. Les mines Ekati et Diavik ont été établies dans le bassin d’amont de la rivière Coppermine, un réseau hydrographique quasiment intact. Le gouvernement fédéral et les gouvernements des T.N.-O. et du Nunavut seront appelés à approuver d’autres plans de mines de diamants et de projets d’extraction de minerais dont l’or, le cuivre et le zinc. Les projets envisagés comprennent une route toutes saisons traversant la province Slave et reliant Yellowknife, au sud, à Bathurst Inlet, au bord de l’océan Arctique, où l’on prévoit construire un port de haute mer et des installations hydroélectriques.

Ces développements à long terme ont des incidences environnementales, dont une altération de la formation du mollisol et les répercussions que cette dernière pourrait avoir sur la qualité de l’eau de surface. Ce projet de recherche examine les changements de qualité de l’eau dans le bassin fluvial supérieur de la Coppermine à mesure que les conditions naturelles changent ainsi que les incidences de l’activité minière sur les rythmes de fonte du manteau neigeux.

Les principaux utilisateurs de cette recherche sont les organismes gouvernementaux réalisant des études d’impact sur l’environnement. Ces travaux aideront ces organismes à déterminer si les changements dans la qualité de l’eau enregistrés au niveau du système sont attribuables à l’impact d’activités humaines ou à la variabilité naturelle, et ils faciliteront la prise de décisions concernant les projets d’exploitation minérale dans le bassin de la Coppermine.

Projet

Le projet de recherche a examiné la façon dont des changements au développement du mollisol affectaient la qualité de l’eau de surface dans une série de bassins reliés du point de vue hydrologique dans le système fluvial de la Coppermine. Le bassin à plus grande échelle du lac Daring a été doté d’instruments dans plusieurs endroits en vue de déterminer les changements survenant au niveau de l’humidité de la couche supérieure du mollisol, de la nappe phréatique, de la température du sol, du débit d’eau de surface et de la composition chimique des eaux souterraines et de surface. Le bassin a été étudié tout au long de la période du ruissellement nival jusqu’à la période de formation maximale du mollisol. D’autres études ont examiné diverses formes périglaciaires et non périglaciaires au niveau de la disponibilité des nutriments.

L’équipe a évalué la distribution de la neige en rapport avec l’hydrologie superficielle en installant une jauge dans l’émissaire du lac Daring afin de surveiller le débit fluvial continu du sous-bassin Exeter-Yamba-Daring. Des échantillons d’eau ont été prélevés de la fin de l’hiver jusqu’à l’été dans les émissaires des principaux lacs drainant ce système, et des analyses des isotopes stables dans les eaux et des analyses de chimie générale ont été réalisées afin de dégager les changements survenus au fil du temps.

Afin d’examiner les impacts des mines de diamants à ciel ouvert sur l’albédo du manteau neigeux à cause de l’accumulation de poussière, les chercheurs ont utilisé des images satellitaires des formes passive et active du rayonnement hyperfréquence pour établir la variabilité spatiale de l’équivalent en eau du manteau neigeux et des changements affectant ce dernier durant la période de fonte. Cette recherche a démarré à la fin de l’hiver 2003 lorsqu’un a réalisé un échantillonnage détaillé et étendu du manteau neigeux dans une grande partie d’un des systèmes situés en amont du réseau hydrographique de la Coppermine. Ce volet du projet s’est poursuivi pendant quatre ans en association avec le projet CRYSYS du Service météorologique du Canada.

Produits

Présentations choisies

Turcotte, David et M C. English 2002. Hydrology of an arctic esker basin, Yamba Lake, Northwest Territories. Rencontre annuelle de l’Union géophysique canadienne. Banff, Alberta, 18-21 mai.

English, M.C., S.L. Schiff, D. Woods, D. Turcotte et R.J. Elgood. 2003. Towards understanding potential impacts of development on water quality of low arctic permafrost basins using nested hydrological studies. Rencontre annuelle du Réseau canadien de l’eau. Saint John, N.-B.

Woods, D. et M.C. English. 2003. Active Layer Controls on Stream Chemistry in a Low Arctic system, Coppermine River Basin, NWT. Rencontre annuelle du Cold Regions Research Centre, Université Wilfrid Laurier.

Turcotte, D. et M.C. English. 2002. Rencontre annuelle de l’Union géophysique canadienne. Banff, Alberta, mai 2002.

Publications choisies

Turcotte, D. 2002. Radiation budget, ground thermal regime and hydrological balance of a low arctic tundra basin, Coppermine River, NWT. Département de géographie et d’études environnementales, Université Wilfrid Laurier, Waterloo, Ontario, Canada 172p.

Résultats

• Connaissance accrue dans le domaine de la qualité de l’eau de surface et du développement des ressources, plus particulièrement les activités minières.
• Prise de décisions éclairées par les organismes gouvernementaux réalisant des études d’impact sur l’environnement.