Simulation de l’équivalent en eau de la neige et du ruissellement dans la Baie de Quinte (ON), à l’aide du modèle SNOWPACK : contexte hydrologique

Abstract

La Bay of Quinte (ON) est située dans le bassin versant du Lac Ontario et est un plan d’eau stratégique, puisqu’une partie importante de la population de la région y est située à proximité. En effet, de nombreux enjeux de qualité de l’eau y sont liés, forçant les autorités à mettre en place des mesures de suivi à différents niveaux. Le présent document s’inscrit dans cette nécessité de mieux documenter les phénomènes hydrologiques sur le territoire de la Bay of Quinte, notamment le ruissellement de la neige en saison hivernale. Pour ce faire, une méthodologie est proposée, afin d’abord de modéliser adéquatement le manteau neigeux à partir du modèle de couvert nival SNOWPACK. Cette modélisation nécessite un intrant de données climatiques issu des réanalyses North American Regional Reanalysis (NARR) et validé à partir de données terrains. Ces dernières sont fournies par un réseau de stations géré par Environnement et Changement climatique Canada. En plus de permettre une validation de l’intrant du modèle, ces données terrains permettent de proposer une correction et d’offrir une base comparative pour discuter des résultats. Le modèle nécessite également une configuration des propriétés de sol, qui ont la capacité d’affecter directement les résultats. Pour ce faire, les données des sites à l’étude ont été extraites du Service d'information sur les sols du Canada. Les sites en question sont situés à proximité de la ville de Trenton (ON) et Peterborough (ON), alors que la résolution spatiale des pixels modélisés par le modèle est d’environ 32 km. La validation des données NARR a permis d’établir que certaines variables, notamment la température de l’air et l’humidité relative sont généralement surestimées, par rapport aux observations terrain. Également, en observant les données de précipitations, une tendance inverse indique plutôt une sous-estimation. Une correction est d’ailleurs proposée pour améliorer l’exactitude de l’intrant. La validation des modélisations indique quant à elle une sous-estimation pratiquement constante de l’épaisseur de neige, avec des variabilités en fonction du contexte environnemental des sites d’étude. Une estimation de l’équivalent en eau de la neige est aussi présentée, de même que du ruissellement. Enfin, le modèle de transport de l’eau liquide dans la colonne est analysé en comparant les configurations par défaut de SNOWPACK et les Équations de Richards, une seconde configuration.