The abrasive effects on periphyton biomass of saltating sand, that was transported over a stable gravel-cobble riverbed during summer flow events (spates), was studied on 35 riffles of an oligo-mesotrophic river in Quebec. A periphyton saltation abrasion model (PSAM) was developed from an existing bedrock erosion mechanistic model (Sklar and Dietrich 2004). The empirical PSAM models explained 56-59% of the variance in post-spate biomass on individual host-rocks following a low-magnitude, high-frequency spate. Periphyton biomass was curtailed on riffle rocks when sand transport rates exceeded 64-180 g m-1event-1 during spates. This perturbation threshold was confirmed by an in situ experiment that documented periphyton losses resulting from increasing rates of sand transport. Low profile substrates (2 cm) were scoured more thoroughly than high protruding substrates (6 cm), confirming the PSAM hypothesis that refuge potential increases with elevation above the stream bed relative to the mean sand saltation height. An analysis of spatial patterns of periphyton biomass across riffles confirmed the tendency for a spate-related refuge habitat between the edge of the varial zone (zone of frequent wetting and drying) and the thalweg (deepest point) of the channel. A hierarchical model (HPPM) that simulates how periphyton biomass is regulated by the flow of water and the flux of sand down a sedimentary link (segment of river along which grainsize and slope decreases systematically downstream) was developed and validated. Sedimentary links contained 3 channel types (hydrogeomorphic reaches, HGRs), each possessing significantly different morphological traits, ranging from straight-steep, cobble-bed reaches (High-HGR) at the upstream end, to low-gradient, sinuous gravel-bed reaches (Low-HGR) downstream. For low-magnitude spates (e.g. 0.85QMean_Annual), the most refuge (i.e. highest post spate biomass) was provided o / Les effets abrasifs du sable en saltation sur la biomasse de périphyton, lorsqu'il est transporté au-dessus d'un lit de gravier et de galets stable durant les crues estivales, ont été étudiés sur 35 riffles d'une rivière oligomésotrophique québécoise. Un modèle d'abrasion du périphyton par saltation (PSAM) a été développé à partir d'un modèle mécanistique de l'érosion du soubassement. (Sklar et Dietrich, 2004). Les modèles PSAM empiriques expliquaient 56% à 59% de la variance de la biomasse après-crues sur les roches, suite à une période de crues de basse magnitude et de haute fréquence.La biomasse du périphyton sur les roches des riffles était limitée par une vitesse de transport du sable qui excédait 64-180 g m-1 événement-1 durant une période de crues. Ce seuil de perturbation a été confirmé par une expérience in situ, où nous avons observé les pertes de périphyton causées par des vitesses croissantes de transport du sable. Le substrat à profil-bas (2 cm) a eu des pertes plus importantes de périphyton relativement au substrat saillant (6 cm), ce qui confirme l'hypothèse PSAM que le potentiel du refuge augmente avec l'élévation au-dessus du lit. Une analyse de la distribution spatiale de la biomasse de périphyton dans les riffles a confirmé qu'une zone de refuge de crue existait entre les bords de la zone variable (zone fréquemment mouillée et séchée) et le thalweg du canal (le point le plus profond). Un modèle de perturbation hiérarchique de périphyton (HPPM) a été développé pour simuler l'influence du transport de l'eau et le flux du sable sur la biomasse de périphyton à travers un lien sédimentaire (section de rivière de plusieurs km de longueur, où la dimension des roches diminue systématiquement en aval). Les liens sédimentaires sont divisés en 3 échelles de refuge : des lits de galets droits et raides (haute HGR) en amont, aux li
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66695 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Luce, James John |
| Contributors | Michel F Lapointe (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 | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Geography) |
| 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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