Pédogenèse des milieux de biorétention dans les bassins versants urbains du Midwest, aux États-Unis : comprendre l’évolution des sols pour guider l’entretien
Pedogenesis of bioretention media in urban watersheds of the Midwestern United States : Understanding soil evolution to guide maintenance
- Auteurs
- Joseph Smith, Ryan Winston, R. Andrew Tirpak, Jay Dorsey, Robert Furén, Godecke-Tobias Blecken
- Résumé court
- Lorsque les cellules de biorétention filtrent le ruissellement des eaux pluviales, les polluants s’accumulent et modifient l’hydraulique du milieu du sol. Cette étude mesure l’accumulation de partiqueset de matière organique dans 50 cellules de biorétention (de moins d’un à 16 ans) dans le Midwest des États-Unis avec diverses utilisations contributives des terres. De plus, les effets de ces facteurs sur l’hydraulique des sols ont été quantifiés. Des essais d’infiltration de la tête tombante ont été effectués à trois endroits (entrée, milieu, sortie) dans chaque cellule de biorétention. L’échantillonnage de l’huile S a eu lieu à une profondeur (0-5c m, 10-15c m et 35-50 cm) à ces endroits et à l’avant-bassin, le cas échéant, pour un total de 553 échantillons. L’analyse granulométrique a été effectuée par tamisage humide (sables et graviers) et diffraction laser (limons et argiles); la teneur en matière organique a été mesurée par perte au feu. La taille des particules variait selon la profondeur et l’emplacement – des particules plus grosses à l’avant-bassin / entrée et des particules plus petites au milieu / à la sortie. Le taux moyen d’admission en surface était le plus faible à l’entrée (777,2 mm/h), suivi du milieu et de la sortie (825,5 et 1389,4 mm/h, respectivement). Les résultats préliminaires suggèrent que la matière organique de surface, l’utilisation des terres, la salinité et l’âge sont des facteurs importants dans la pédogenèse des milieux de biorétention du sol.
- Summary
- Bioretention cells are engineered stormwater controls designed to abate some of the harmful effects of urbanization; however, they require maintenance to ensure their hydraulic function. As bioretention cells filter stormwater runoff, pollutants collect and alter the hydraulics of the soil media. This study measures the accumulation of particulates and organic matter in 50 bioretention cells (from less than one- to 16-years-old) in the Midwestern United States with various contributing land uses. Further, the effects of these factors on soil hydraulics were quantified. Falling head infiltration tests were conducted at three locations (inlet, middle, outlet) in each bioretention cell. Soil sampling occurred with depth (0-5cm, 10-15cm, and 35-50cm) at these locations and at the forebay when applicable for a total of 553 samples. Particle size analysis was conducted using wet sieving (sands and gravels) and laser diffraction (silts and clays); organic matter content was measured by loss on ignition. Mean particle size varied with depth and location – larger particles at the forebay/inlet and smaller particles at the middle/outlet. Mean surface intake rate was lowest at the inlet (777.2 mm/hr), followed by the middle and outlet (825.5 and 1389.4 mm/hr, respectively). Preliminary findings suggest surface-level organic matter, land use, salinity, and age are important factors in bioretention soil media pedogenesis. Further data analysis will result in improved maintenance guidance for bioretention.
- Mots-clés
- hydraulique, matière organique, granulométrie, science du sol, écologie urbaine, infiltration