Phosphorus contamination of surface waters is a primary water quality concern in the agricultural watershed of Pike River in southern Québec. Surface waters from Walbridge creek, a tributary of the Pike River, were diverted into a small constructed wetland consisting of three basins laid out in series to evaluate nutrient (nitrogen and phosphorus) retention within the system. Hydraulic and nutrient loading rates to the constructed wetland were highly variable in time, with peak rates of loading occurring during runoff events in the watershed, with a mean hydraulic loading rate of 25 cm/day. The wetland retained 8.47 kg total phosphorus, which corresponded to 44 % of total phosphorus inputs (19.3 kg) and it also retained 132.5 kg nitrates, which represented 13 % of nitrate inputs (995 kg) to the wetland, over 4 years (2003-06) of seasonal (May-Nov) operation. Annual mean nutrient retention rates (1.7 g total P m-2 year-1 and 27.3 g NO3- m-2 year-1) were within the range of values reported in the literature for constructed wetlands treating agricultural runoff. This study therefore provided additional evidence supporting the use of small constructed wetlands as nutrient traps in agricultural watersheds in a moderate Canadian climate. A first generation wetland model was also developed using MATLABTM programming language to simulate phosphorus cycling in the wetland. The model was evaluated as a prediction tool of effluent particulate phosphorus and ortho-phosphate concentrations. Much more work needs to be done to improve the accuracy of the model simulations. / Sur le plan de la qualité de l'eau, la première source de préoccupation dans le bassin agricole de la rivière aux Brochets concerne les teneurs élevées en phosphore. Une partie des eaux du ruisseau Walbridge, un tributaire de la rivière aux Brochets, a été détourné vers un marais filtrant aménagé en dérivation du ruisseau. Le marais est composé de trois bassins en série et la rétention des éléments nutritifs (azote et phosphore) été évaluée dans ce système. Les apports hydrauliques et nutritifs ont été mesurés de façon continue durant la période de croissance végétale (Mai-Nov) de 4 années (2003-06). En moyenne, l'apport hydraulique au marais filtrant était de 25 cm/jour. La rétention de phosphore total (8.47 kg) dans le système représentait 44% des apports en phosphore total (19.3 kg), tandis que la rétention de nitrates (132.5 kg) représentait 13 % des apports en nitrates (995 kg). Les taux de rétention moyens exprimés par unité de surface du système (1.7 g phosphore total m-2 année-1 et 27.4 g NO3- m-2 année-1) se comparent aux valeurs de la littérature. Cette étude apporte des données additionnelles pour faire la preuve que les marais filtrants en climat tempéré canadien ont la capacité d'assainir les cours d'eau en milieu agricole. Un modèle a aussi été développé, à l'aide du langage de programmation MATLABTM, pour simuler le cycle du phosphore dans le marais. Il reste encore beaucoup de travail à faire pour améliorer les prédictions du modèle.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.18812 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Kroeger, Anne-Caroline |
| Contributors | Chandra A Madramootoo (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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