Chen, X. (2024). Vegetative filter strips’ performance on sediment erosion and deposition in agricultural drainage ditches of the littoral zone of Eastern Canada. [Thèse universitaire]
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Résumé
The littoral zone of Lake Saint-Pierre in Québec, Canada, faces significant sediment deposition in agricultural drainage ditches due to snowmelt floods and human activities in the uplands, negatively impacting local fish habitats. This study evaluates the effectiveness of vegetative filter strips (VFS) in mitigating sediment erosion and deposition in these agricultural ditches, contributing to best management practices (BMPs) for water quality. Over a period from November 2019 to June 2023, VFS of various widths (0 m as control, 2 m, and 4 m) were implemented across three experimental sites to assess their performance. Total station surveys and LiDAR-equipped Unmanned Aerial Vehicles (UAV) were used for data collection and analysis, providing detailed measurements of sediment volumes and changes over time. The results indicated that the 2-m VFS reduced sediment deposition by an average of 17% compared to the control, although one site with a 2-m VFS recorded higher sediment deposits. In contrast, the 4-m VFS significantly reduced sediment deposition by 41%, 34%, and 38% at the three sites over the three-year period. Despite variability due to crop rotations and snowmelt events, VFS demonstrated a notable ability to prevent sediment deposition. The study identified several challenges in VFS implementation, including maintenance issues and the growth of in-ditch vegetation affecting efficiency. Furthermore, the comparison between LiDAR and total station surveys showed strong accuracy and consistency for LiDAR, though site-specific factors affected performance. This study underscores the significant role of VFS in sediment control and highlights the need for continuous research and monitoring to overcome practical challenges and enhance BMPs for sustainable agriculture in the littoral zones. The findings suggest that while VFS can effectively reduce sediment deposition, their performance is influenced by site-specific conditions and seasonal variations.
La zone littorale du lac Saint-Pierre au Québec, Canada, est confrontée à un dépôt significatif de sédiments dans les fossés de drainage agricoles en raison des inondations dues à la fonte des neiges et des activités humaines en amont, ce qui impacte négativement les habitats des poissons locaux. Cette étude évalue l'efficacité des bandes filtrantes végétales (BFV) pour atténuer l'érosion et le dépôt de sédiments dans ces fossés agricoles, contribuant ainsi aux meilleures pratiques de gestion (MPG) pour la qualité de l'eau. Sur une période allant de novembre 2019 à juin 2023, des BFV de différentes largeurs (0 m comme contrôle, 2 m et 4 m) ont été mises en oeuvre à travers trois sites expérimentaux pour évaluer leur performance. Des relevés par stations totales et des véhicules aériens sans pilote (UAV) équipés de LiDAR ont été utilisés pour la collecte et l'analyse des données, fournissant des mesures détaillées des volumes de sédiments et des changements au fil du temps. Les résultats ont indiqué que les BFV de 2 m ont réduit le dépôt de sédiments de 17 % en moyenne par rapport au contrôle, bien qu'un site avec une BFV de 2 m ait enregistré des dépôts de sédiments plus élevés. En revanche, les BFV de 4 m ont réduit de manière significative le dépôt de sédiments de 41 %, 34 % et 38 % sur les trois sites au cours de la période de trois ans. Malgré la variabilité due aux rotations des cultures et aux événements de fonte des neiges, les BFV ont démontré une capacité notable à prévenir le dépôt de sédiments. L'étude a identifié plusieurs défis dans la mise en oeuvre des BFV, y compris des problèmes de maintenance et la croissance de la végétation dans les fossés affectant l'efficacité. De plus, la comparaison entre les relevés LiDAR et les relevés par stations totales a montré une grande précision et cohérence pour le LiDAR, bien que des facteurs spécifiques aux sites aient affecté la performance. Cette étude souligne le rôle significatif des BFV dans le contrôle des sédiments et met en évidence la nécessité d'une recherche continue et d'une surveillance pour surmonter les défis pratiques et améliorer les MPG pour une agriculture durable dans les zones littorales. Les résultats suggèrent que bien que les BFV puissent réduire efficacement le dépôt de sédiments, leur performance est influencée par les conditions spécifiques aux sites et les variations saisonnières.
| Type de document: | Thèse universitaire |
|---|---|
| Nombre de pages: | 74 |
| Éditeur: | McGill University Montréal |
| Lieu de publication: | Montréal |
| Mots-clés libres: | Agriculture, Sediment deposition, Fish habitats, Vegetative filter strips / Agriculture, Sédiments, Habitat du poisson, Bandes filtrantes végétales |
| Sujets: | 4. Faune > 4.2. Poisson 5. Aménagements > 5.2. Conservation de l’habitat 6. Milieu humain > 6.2. Agriculture 8. Impacts et monitoring 8. Impacts et monitoring > 8.5. Télédétection, photos aériennes, satellites, radiation UV |
| Date de dépôt: | 01 juill. 2025 14:18 |
| Dernière modification: | 01 juill. 2025 14:18 |
| URI: | https://belsp.uqtr.ca/id/eprint/1697 |
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