Analysis and modelling of pesticides transfer and retention in farmed infiltrating ditches as a function of the different management stratégies
Analyse et modélisation des transferts et de la rétention de pesticides dans les fossés agricoles infiltrants en lien avec les stratégies d’entretien
Résumé
By linking cropped fields to downstream groundwater and surface water bodies, farm ditches constitute preferential pathways for pesticide dispersal at the catchment scale. But thanks to their pesticide retention capacity ditches are known for buffering pesticide non-point source pollutions. Ditch management operations were identified as mean to improve ditch buffering capacities. However, little is known about how pesticide retention capacities of ditches vary as a function of ditch properties and management. Accordingly, the objective of this work is to quantify how pesticide retention capacity in a range of infiltrating ditches evolves subsequently to the main management operations.The methodology relies on i) an experimental characterization of the main management operation effects on the evolution of ditch properties, ii) an analysis of how these properties influence two key processes regulating herbicides retention: sorption and infiltration, iii) a numerical exploration, based on the previously mentioned experimentations, of each operation effects on the yearly evolution of pesticide retention capacity of ditches. The experimental design combined in situ observations at the reach scale on 3 catchments as well as laboratory experimentations and concerned the behavior of 3 herbicides, glyphosate, diuron and isoproturon.The results of this works highlighted the fact that burning, mowing and chemical weeding operations increase pesticide retention capacities of the ditches as compared to an unmanaged ditch while dredging deteriorates it. They also allowed us to improve our knowledge on ditch materials properties and variability, to propose a new indicator of ditch retention capacity and to evaluate different modelling approaches of pesticide retention by infiltrating ditches.
Les fossés agricoles sont des lieux préférentiels d’écoulement des pesticides à l’échelle du bassin versant depuis les parcelles agricoles vers les masses d’eau avales de surface et souterraines. Du fait de leur capacité de rétention ils sont réputés pouvoir exercer un pouvoir tampon pour limiter la dispersion des pesticides dans l’environnement. Les opérations d’entretien des fossés sont identifiées comme un moyen d’améliorer ce pouvoir tampon. Cependant, la connaissance du pouvoir tampon des fossés en fonction de leurs caractéristiques et de leur entretien est très limitée. L’objectif de ce travail est ainsi de quantifier l’impact des principales pratiques d’entretien sur l’évolution du pouvoir tampon d’une gamme de fossés infiltrants.La démarche suivie repose sur i) une caractérisation expérimentale de l’effet des principales pratiques d’entretien sur l’évolution des propriétés des fossés, ii) une analyse de l’influence de ces propriétés sur deux processus clé modulant la rétention des herbicides : la sorption et l’infiltration, iii) une exploration numérique, conçue sur la base des expérimentations, de l’effet de chaque pratique sur l’évolution annuelle du pouvoir tampon des fossés. Le dispositif expérimental a combiné des observations in situ à l’échelle du fossé élémentaire sur 3 bassins versants et des expérimentations au laboratoire et a concerné l’étude du comportement de 3 herbicides, glyphosate, diuron et isoproturon.Les résultats de ce travail ont mis en évidence que les opérations de brûlis, fauche et désherbage chimique améliorent le pouvoir tampon des fossés par rapport à un fossé non-entretenu alors que le curage le détériore. Ils ont aussi permis d’améliorer notre connaissance des propriétés et de la variabilité des matériaux formant les fossés, de proposer un nouvel indicateur de la capacité de rétention des fossés et d’évaluer des approches de modélisation de la rétention des pesticides par un bief de fossé infiltrant.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
Loading...