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RUSLE-CANquation universelle rvise des pertes de solpour application au Canada

Manuel pour lvaluation des pertes de sol causes par l'rosion hydrique au

Canada

(Document final bas sur la version provisoire de 1997)

Prpar par :G.J. Wall, D.R. Coote, E.A. Pringle et I.J. Shelton (diteurs)Direction gnrale de la recherche

Agriculture et Agroalimentaire CanadaOttawa (Ontario)

CRECO - Numro de contribution 02-92, AAFC Numro de contribution AAFC/AAC2244F

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Vous pouvez obtenir des exemplaires de ce rapport en vous adressant :

E. C. Huffman, Ph.D.Centre de recherche de l'Est sur les crales et olagineuxDirection gnrale de la recherche, Agriculture et Agroalimentaire CanadaOttawa (Ont.) K1A 0C6

[email protected]

Rfrence bibliographique :

Wall, G.J., D.R. Coote, E.A. Pringle et I.J. Shelton (diteurs). 2002. RUSLE-CAN quationuniverselle rvise des pertes de sol pour application au Canada. Manuel pour lvaluation des pertes desol causes par lrosion hydrique au Canada. Direction gnrale de la recherche, Agriculture etAgroalimentaire Canada, Node la contribution AAC2244F, 117 p.

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TABLE DES MATIRES

RSUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vEXECUTIVE SUMMARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii

REMERCIEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix

PARTIE 1 PRVISION DE L'ROSION DES SOLS AU CANADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.0 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 But du document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Plan du document . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Historique l'rosion au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4 Mthodes de prvision de l'rosion des sols au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.4.1 Dveloppements probables de la prvision de l'rosion des sols . . . . . . . . . . . . . 31.4.2 L'USLE rvise pour application au Canada (RUSLE-CAN) . . . . . . . . . . . . . . . . 31.4.3 Bien-fond de l'utilisation des mthodes de l'USLE et de la RUSLE . . . . . . . . . . 4

1.5 Orientation - USLE - RUSLE - RUSLE-CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.5.1 Prsentation des facteurs de l'USLE et de la RUSLE-CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.5.2 Rsultats Taux d'rosion des sols et classes d'rosion potentielle . . . . . . . . . . 51.5.3 Interprtation des rsultats pertes de sol tolrables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.5.4 Problmes soulevs par l'utilisation de l'USLE au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.0 FACTEUR DE PLUVIOSIT ET DE RUISSELLEMENT (R) D.R. Coote et H.N. Hayhoe . . . 92.1 But . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2 Variables affectant le facteur R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.3 Appplications au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.4 Calculs pour application au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.5 Dtermination du facteur R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.0 FACTEUR D'RODABILIT DU SOL (K) G.J. Wall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.1 But . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.2 Variables affectant le facteur K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3 Applications au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.4 Calcul des valeurs K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.5 Dtermination des facteurs K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.0 FACTEUR DINCLINAISON (LS) D.R. Coote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.1 But . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.2 Variables affectant le facteur LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.3 Application au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.4 Calcul des facteurs LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.5 Dtermination des facteurs LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.0 FACTEUR DE CULTURE/VGTATION ET DE GESTION (C) I.J. Shelton . . . . . . . . . . . 295.1 But . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295.2 Variables affectant le facteur C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295.3 Applications au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295.4 Calcul des facteurs C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295.5 Dtermination des facteurs C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

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6.0 FACTEUR DES PRATIQUES DE SOUTIEN (P) L.J.P. van Vliet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396.1 But . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396.2 Variables affectant le facteur P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396.3 Applications au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396.4 Calcul des facteurs P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396.5 Dtermination des facteurs P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

7.0 RFRENCES BIBLIOGRAPHIQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487.1 Ressources additionnelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

8.0 CONVERSION DES VALEURS DE LA RUSLE-CAN EN UNITS HORS SYSTME(TATS-UNIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

PARTIE 2 VALEURS DES FACTEURS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

VALEURS DE R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Tableau R-1. Indice drosivit et rpartition mensuelle (%) des sites dans la rgion

des Prairies et dans lEst du Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Tableau R-2. Rpartition mensuelle des pluies et indice drosivit du ruissellement

(%) dans des rgions slectionnes en Ontario et au Qubec . . . . . . . . . . . . . 50Tableau R-3. Rpartition mensuelle des prcipitations normales exprimes en

pourcentage des prcipitations annuelles en Colombie-Britannique . . . . . . . . 50Figure R-1. Carte diso-rosivit figurant les valeurs de R1en lOntario et au Qubec . . . 51Figure R-2. Carte diso-rosivit figurant les valeurs R1dans la rgion des Maritimes . . . 52Figure R-3a. Carte diso-rosivit figurant les valeurs de R dans la rgion des Prairies . . . 53Figure R-3b. Correction pour les conditions hivernales. Valeurs de R pour la

rgion des Prairies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Figure R-3c. Carte diso-rosivit figurant les valeurs de R1dans la rgion des Prairies . . . 55Figure R-4. Carte diso-rosivit figurant les valeurs de R1en Colombie-Britannique . . . 56

Figure R-5. Prcipitations annuelles moyennes sur sol gel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

VALEURS DE K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Dtermination des valeurs de K pour utilisation avec lquation universelle des

pertes de sol et lUSLE modifie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Tableau K-1. Type de structure - critres du code nomographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Tableau K-2. Classification du drainage et valeurs de la conductivit hydraulique

des classes texturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Tableau K-3. Valeurs de lrodabilit des sols (K) pour les textures de surface courantes . . 61Figure K-1. Nomogramme de lrodabilit des sols (Foster et al., 1981) . . . . . . . . . . . . . . 62Figure K-2. Code de structure bas sur la classification des textures (Ontario

Centre for Soil Resource Evaluation, 1993) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Figure K-3. Code de permabilit bas sur la classification des textures (OntarioCentre for Soil Resource Evaluation, 1993) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Figure K-4. valuation mauelle de la texture du sol (Ontario Centre for SoilResource Evaluation, 1993) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

VALEURS DE LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Tableau LS-1. Valeurs du facteur topographique LS pour un rapport rosion en

rigoles/interrigoles faible, telles que les conditions des sols consolidsavec couverture vgtale et parcours (applicables aux sols en cours dedgel, objet dune rosion en rigoles et interrigoles importante) . . . . . . . . . . . 66

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Tableau LS-2. Valeurs du facteur topographique LS pour rapport rosion enrigoles/interrigoles modr, telles que sols agricoles avec cultures enrangs et autres sols modrment consolids avec couverture vgtalefaible modre (ne sapplique pas aux sols en cours de dgel) . . . . . . . . . . . 67

Tableau LS-3. Valeurs du facteur topographique LS pour rapport rosion enrigoles/interrigoles lev telles des sols trs perturbs et des chantiersde construction nouvellement prpars avec couverture vgtale faible nulle (ne sapplique pas aux sols en cours de dgel) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Tableau LS-4. Valeurs du facteur topographique LS pour les sols en cours de dgel soumisprincipalement lrosion cause par leau de ruissellement (m = 0,5) . . . . . 69

Tableau LS-5. Exposants de la longueur de pente pour une gamme de pentes etde classes drosion en rigoles et en interrigoles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Tableau LS-6. Facteurs de perte de sol pour les pentes irrgulires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Tableau LS-7. Valeurs de lUSLE pour le facteur LS pour des combinaisons

spcifiques de longueur et dinclinaison de pente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Figure LS-1. Diagramme de leffet de pente en units SI (Wischmeier et Smith, 1978) . . . 72Figure LS-2. Diagramme de leffet de pente en units hors norme - tats-Unis

(Wischmeier et Smith, 1978) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

VALEURS DE C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74DFINITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Figure C-1. Rgions du Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Tableau C-1. Valeurs de C pour la rgion du Pacifique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Tableau C-1a. Valeurs de C gnralises pour la Colombie-Britannique . . . . . . . . . . . . . . . . 81Tableau C-2. Valeurs de C pour la rgion des Prairies - partie 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82Tableau C-2. Valeurs pour la rgion des Prairies - partie 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Tableau C-2a. Valeurs de C gnralises pour lAlberta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Tableau C-2b. Valeur gnralise C pour le Manitoba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Tableau C-2c. Valeurs de C gnralises pour la Saskatchewan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

Figure C-2. Facteur C des rgions de lOntario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Tableau C-3. Valeurs de C pour la rgion des Grands Lacs et du Saint-Laurent - partie 1 . . 93Tableau C-3. Valeurs de C pour la rgion des Grands Lacs et du Saint-Laurent - partie 2 . . 98Tableau C-3a. Valeurs de C gnralises pour lOntario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Tableau C-3b. Valeurs de C gnralises pour le Qubec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Tableau C-4. Valeurs de C pour la rgion de lAtlantique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100Tableau C-4a. Valeurs de C gnralises pour le Nouveau-Brunswick . . . . . . . . . . . . . . . . . 109Tableau C-4b. Valeurs de C gnralises pour la Nouvelle-cosse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Tableau C-4c. Valeurs de C gnralises pour lle-du-Prince-douard . . . . . . . . . . . . . . . . 110Tableau C-5. Valeurs de C pour pturage permanent, parcours naturel et sol en friche . . . 111Tableau C-6. Valeurs de C pour sol forestire non perturbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Tableau C-7. Valeurs de C pour les sols boises prpares mcaniquement . . . . . . . . . . . . 112

Tableau C-8. Valeurs du paillis et limites de longueur pour la construction de pentes . . . . 113

VALEURS DE P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Tableau P-1. Valeurs de P et limites topographiques pour les courbes de niveau . . . . . . . . 114Tableau P-2. Valeurs de P et limites topographiques pour culture en bandes suivant

les courbes de niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Tableau P-3. Valeurs de P pour lamnagement de terrasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115Tableau P-4. Pratique de soutien (P) pour la lutte contre lrosion partir dtudes

sur parcelles au Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

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RGION DU PACIFIQUE tude de cas (valle de lOkanagan,Colombie-Britannique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Tableau CS-1a. Description dun verger de la Colombie-Britannique . . . . . . . . . . . . 116Tableau CS-1b. Taux de perte de sol pour un verger situ Kelowna,

Colombie-Britannique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117RGION DES PRAIRIES tude de cas (rgion de Melfort, Saskatchewan) . . . . . . . . . . . 118

Tableau CS-2a. Description dune sol agricole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Tableau CS-2b. Taux de perte de sol pour un champ de bl, rgion de Melfort

(Saskatchewan) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118RGION DES GRANDS LACS ET DU SAINT-LAURENT

tude de cas (Simcoe, Ontario) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120Tableau CS-3a. Description dune exploitation agricole en Ontario . . . . . . . . . . . . . 120Figure CS-1. Dtermination des types de pentes individuelles dans

deux champs situs sur une exploitation agricole . . . . . . . . . . . . . . . 121Tableau CS-3b. Valeurs de KLS obtenues au moyen de la mthode des

pentes irrgulires (USLE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Tableau CS-3c. Rsum des facteurs de la RUSLE-CAN dtermins pour

ltude de cas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123RGION DE LATLANTIQUE tude de cas (bassin versant du ruisseau Black,

paroisse de St. Andr, comt de Madawaska, Nouveau-Brunswick) . . . . . . . 124Figure CS-2a. Exemplaire simplifi de la carte de perte de sol montrant la

rpartition gnrale des incidences des pratiques culturales sur lrosiondu sol (base sur le modle de lUSLE) (Mellerowicz et al., 1994) . . . . . . . . 126

Figure CS-2b. Exemplaire simplifi des pratiques de conservation du solrequises pour rduire la perte de sol au-dessous de 12 t/ha/an (selon lemodle de lUSLE) (Mellerowicz et al., 1994) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Figure CS-2c. Pratiques de gestion et de conservation du sol requises pourrduire la perte de sol moins de 12 t/ha/an (selon le modle USLE)(Mellerowicz et al., 1994) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

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RSUM

Lrosion du sol demeure un problme de taille pour lagriculture canadienne, car elle entrane des cots etdgrade la productivit naturelle du sol. Il est donc ncessaire damliorer les modles de prvision pourvaluer la nature et ltendue de ce problme lchelle locale, rgionale et nationale.

Selon les estimations du Comit de la conservation des sols de lInstitut agricole du Canada (IAC), le cotannuel moyen de remplacement des nutriments perdus cause de lrosion se situait entre 15 et 30 $ lhectare(6 et 12 $ lacre) au Canada en 1979. Lincidence de lrosion sur un sol quelconque (et, partant, le seuil detolrance) varie en fonction du type et de la profondeur du sol. La perte tolrable recommande pour laplupart des sols canadiens est de 6 tonnes lhectare par anne (3 tonnes lacre par anne) ou moins .Certains sols peuvent sans doute tolrer des pertes plus leves (jusqu 11 tonnes lhectare ou 5 tonneslacre par anne) et maintenir leur productivit long terme. En rgle gnrale, toutefois, seuls les sols lesplus profonds et les plus fertiles pourraient tolrer de telles pertes.

Le prsent document de rfrence vise : dcrire les mthodes destimation de la perte de sol cause par lrosion hydrique, en vue de leur

utilisation dans la planification des mesures de conservation; compiler les donnes ncessaires pour prvoir les taux drosion du sol au Canada.

Les mthodes utilises dans le prsent document sont : lquation universelle des pertes de sol (USLE); la version rvise de lUSLE (RUSLE); les adaptations de ces modles pour fins dapplication au Canada (RUSLE-CAN).Lapplication des modles antrieurs a t limite parce quon manquait de donnes pertinentes et aussi parceque ces modles ont t conus ailleurs et quils ne refltent pas les conditions ni lchelle dapplication auCanada. Avec la mise au point de la RUSLE-CAN, les chercheurs disposent des mthodes et des moyensncessaires pour dterminer les valeurs de lrosion du sol pour diffrentes conditions observes dans lesrgions agricoles du Canada.

Partie 1 :Donnes de base pour la prvision de lrosion du sol, et explication de lquation universelledes pertes en sol (USLE) et de sa version modifie, la RUSLE.

Plusieurs conditions gnrales, uniques chaque site, influent sur lrosion hydrique et font partie desfacteurs de lUSLE ou de la RUSLE.

Facteur de pluviosit et de ruissellement (R)

Le facteur R est une mesure de la quantit annuelle totale de pluie rosive un endroit donn, et dela rpartition de cette pluie sur lanne.

Le facteur R varie selon lnergie et lintensit des averses, la quantit de pluie, de neige et deaude ruissellement pendant les diverses saisons de lanne et la quantit de neige fondue sur le sol gelou partiellement gel.

Facteur drodabilit du sol (K)

Le facteur K est une mesure quantitative de la sensibilit ou de la rsistance inhrente dun sol lrosion et de lincidence du sol sur le volume et le dbit de ruissellement.

Le facteur K varie selon la texture et la structure du sol, la teneur en matires organiques et la saison.

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Les sols ont tendance tre plus sensibles au printemps, surtout pendant le dgel, et moins rodableslautomne, aprs la saison de croissance, lorsquils sont secs et compacts.

Facteur de pente (LS)

Le facteur LS est une mesure des effets de langle, de la longueur et de la complexit de la pente surlrosion.

Facteur de culture/vgtation et de gestion (C)

Le facteur C est une mesure de lefficacit relative des systmes de gestion des sols et des culturesdans la prvention ou la rduction de la perte de sol.

Le facteur C varie selon : la vote de verdure (feuilles et branches dune culture qui interceptent les gouttes de pluie

et dissipent une partie de leur force rosive); la couverture vgtale (rsidus de culture et vgtation vivante sur la surface du sol); la biomasse du sol (toute la matire vgtale dans le sol; les rsidus aident amliorer

lcoulement de leau dans le sol et la capacit de rtention du sol); le travail du sol (type, priode et frquence de travail du sol; influe sur la porosit, la

rugosit de surface et le compactage du sol); la culture de lanne prcdente; la rpartition de la pluie rosive sur la saison de croissance.

Facteur des pratiques de soutien (P)

Le facteur P est une mesure des effets des pratiques visant modifier le profil, la pente ou ladirection de lcoulement du ruissellement en surface et rduire ainsi lrosion.

Les pratiques de soutien courantes sont : la culture en pente transversale, la culture en courbes deniveau, la culture en bandes alternantes, lamnagement de terrasses et lamnagement de voies

deau gazonnes.

Partie 2 :Vaste compilation de facteurs obtenus selon les mthodes RUSLE-CAN et USLE pour lesconditions canadiennes.

Partie 3 :tudes de cas et instructions dtailles pour le calcul de la perte de sol laide de donnesrelles provenant des diverses rgions du Canada.

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EXECUTIVE SUMMARY

Soil erosion remains a sizable problem for Canadian agriculture, in terms of both cost and degradation of thenatural productive capability of the soil. There exists a need for improved predictive models to estimate thenature and extent of the problem at the local, regional and national levels.

The Agricultural Institute of Canada's (AIC) Soil Conservation Committee (1979) estimated that the averageannual replacement cost of nutrients lost through erosion in Canada was $15 - $30/hectare ($6 - $12 peracre). The impact of erosion on a given soil type (and hence the tolerance level) varies, depending on thetype and depth of soil. The suggested tolerance level for most Canadian soils is 6 tonnes/hectare/year(3 tons per acre per year) or less. Some soils may be able to tolerate higher losses (up to 11tonnes/hectare/year or 5 tons/acre/year) and still maintain long-term productivity, but in general only thedeepest and most fertile soils would be able to withstand such losses.

The purpose of this handbook is: to provide a reference document which describes methods for estimating soil loss from water erosion

for use in conservation planning; and

to provide a compilation of material required to predict soil erosion rates in Canada.

The methods used in this handbook are: the Universal Soil Loss Equation (USLE); the Revised USLE (RUSLE); and adaptations of these models for Application in Canada (RUSLEFAC).Application of the earlier models has been limited, partly because of a lack of pertinent information, andpartly because they were developed elsewhere and do not reflect Canadian conditions or scale of application.The development of RUSLEFAC provides researchers with the methods and means of determining soilerosion values for the different conditions encountered in the various agricultural regions of Canada.

Part 1:provides background information on soil erosion prediction in Canada and an explanation of theUniversal Soil Loss Equation (USLE) and its revised version, RUSLE.

There are several general conditions, unique to any site, which effect erosion by water, and which are factorsin the USLE or RUSLE equation.

The Rainfall and Runoff Factor (R)

is a measure of the total annual erosive rainfall for a specific location, as well as the distribution oferosive rainfall throughout the year;

is affected by storm energy and intensity, the amount of rainfall, snowfall and runoff that occursduring different seasons of the year, and snowmelt on top of frozen or partially frozen soil.

The Soil Erodibility Factor (K)

is a quantitative measure of a soil's inherent susceptibility/resistance to erosion and the soil'sinfluence on runoff amount and rate;

is affected by soil texture and structure, organic matter content, permeability, and season of the year; soils tend to be most susceptible in spring, especially during thaw conditions and least erodible in

fall when the soil is dry and consolidated after the growing season.

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The Slope Factor (LS)

is a measure of the effects of slope angle, length and complexity on erosion.

The Crop/Vegetation and Management Factor (C)

is a measure of the relative effectiveness of soil and crop management systems in preventing orreducing soil loss;

is affected by: crop canopy (leaves and branches of the crop, which intercept the raindrops and dissipate

some of their erosive force), surface cover (crop residues and live vegetation on the soil surface), soil biomass (all vegetative matter within the soil; residue helps to improve the flow of water

into the soil and the soil water-holding capacity), tillage (type, timing and frequency of tillage operations; has an effect on soil porosity,

surface roughness and compaction), previous year's crop, distribution of erosive rainfall over the growing season.

The Support Practice Factor (P)

is a measure of the effects of practices designed to modify the flow pattern, grade, or direction ofsurface runoff and thus reduce the amount of erosion.

common support practices are: cross slope cultivation, contour farming, stripcropping, terracing,and grassed waterways.

Part 2: provides an extensive compilation of RUSLEFAC and USLE factors for Canadian conditions.

Part 3: provides case studies and step-by-step instructions for calculating soil loss using real data fromvarious regions of Canada.

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REMERCIEMENTS

Les auteurs et les diteurs souhaitent exprimer leurs remerciements et leur gratitude Malcolm Black del'Administration du rtablissement agricole des Prairies pour sa contribution la prparation du prsentdocument et Peter Clarke de l'quipe pdologique de l'Ontario pour sa contribution la gestion des donnes

et la prparation et la rdaction du manuscrit.

LISTE DES AUTEURS

Introduction I.J. Shelton et G.J. WallFacteur de pluviosit D.R. Coote et H.N. HayhoeFacteur d'rosivit du sol G.J. WallFacteur de dclivit D.R. CooteFacteur de culture/vgtation et de gestion I.J. SheltonFacteur des pratiques de soutien L.J.P. van Vliet

LISTE DES COLLABORATEURS

D. Bates Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueJ. Dobb Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueG. Johnstone Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueM. Malmberg Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueK. McAra Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueT. Moore Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueK. Nickel Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueW. Odermatt Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueB. Peters Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueM. Sanders Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueM. Sweeney Ministre de l'Agriculture de la Colombie-Britannique

J. Vielvoye Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueB. Weismiller Ministre de l'Agriculture de la Colombie-BritanniqueD. Holmstrom Agriculture et Agroalimentaire CanadaE. Woodrow Agriculture et Agroalimentaire CanadaC. Hookey Ministre des Forts et de l 'Agriculture de Terre-NeuveJ-L. Daigle Ministre de l'Agriculture du Nouveau-BrunswickM. Stapleton Ministre des Forts et de l'Agriculture de Terre-NeuveP. Johnson Ministre de l'Agriculture, de l'Alimentation et des Affaires rurales de l'OntarioH. Martin Ministre de l'Agriculture, de l'Alimentation et des Affaires rurales de l'OntarioJ. McKinley Ministre de l'Agriculture, de l'Alimentation et des Affaires rurales de l'OntarioJ. Schleihauf Ministre de l'Agriculture, de l'Alimentation et des Affaires rurales de l'OntarioLe personnel du ministre de l'Agriculture, de l'Alimentation et du Dveloppement rural de l'AlbertaLe personnel du ministre de l'Agriculture du ManitobaLe personnel du ministre de l'Agriculture et de l'Alimentation de la SaskatchewanLe personnel du ministre de l'Agriculture et de la Commercialisation de la Nouvelle-cosse,Direction de l 'industrie vgtale

Les auteurs souhaitent remercier E. Kenney du Centre de recherche en agroalimentaire du Pacifique ainsique E. Huffman et V. Kirkwood du Centre de recherches de l'Est sur les crales et olagineux pour leurscontributions la rvision de ce document.

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Prvision de l'rosion des sols au Canada

L'rosion hydrique des so ls est le type de dgradation des s ols le plus rpan du; elle

affecte, dans une certaine mesure, toutes les provinces.

extrait de: Soil at risk - Canada's eroding future , 1984Comit snatorial permanent de l'agriculture, des pches et des forts

Partie 1- Prsentation des donnes de base sur la prvision de l'rosion des sols au Canada etexplication de l'quation universelle des pertes en sol (USLE) et de sa version rvise (RU SLE).

Partie 2- Compilation de facteurs obtenus selon les mthodes RUSLE-CAN et USLE appliquesaux conditions canadiennes (RUSLE).

Partie 3 - Prsentation d' tudes de cas utilises pour fournir des instructions su r l'utilisation desmthodes USLE et RUSLE-CAN et des donnes relles afin dvaluer la perte de sol selon unegamme de conditions dans diverses rgions du Canada.

PARTIE 1 PRVISION DE L'ROSION DES SOLS AUCANADA

1.0 INTRODUCTION

1.1 But du document

Le prsent document vise :

1. dcrire les mthodes d'valuation de la perte de sol cause par l'rosion hydrique en vue de leurutilisation dans la planification des mesures de conservation;2. rassembler les donnes ncessaires pour prvoir les taux d'rosion des sols au Canada.

1.2 Plan du document

1.3 Historique L'rosion au Canada

L'rosion des sols constitue un dfi environnemental de taille auquel les Canadiens sont actuellementconfronts. L'rosion est le transport du sol sous l'action de l'eau et du vent; elle se produit dans toutes lesrgions du Canada et est lie diverses utilisations des sols. Sur les sols agricoles, elle peut tre cause parla translocation associe au travail du sol. L'rosion hydrique peut avoir des consquences dramatiques

durant les orages et provoquer la formation de chenaux drosion et de ravins. Elle est parfois insidieuse,car elle peut se produire sous la forme de nappes et de rigoles pendant les fortes prcipitations et la fonte desneiges. Les pertes de sol imputables l'rosion hydrique sont en grande partie occasionnes par les processusd'rosion en nappe et en rigoles.

L'rosion pose des problmes lintrieur et lextrieur des exploitations agricoles au Canada. Lesincidences extrieures des sdiments, des bactries provenant de la matire organique, des nutriments et despesticides sur la qualit de lenvironnement et le potentiel conomique des cosystmes des eaux

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superficielles sont considrables et bien documentes.

Les incidences intrieures de l'rosion ont trait non seulement la perte immdiate de la couche vgtale(plus les facteurs de production des rcoltes appliqus la surface) des sols labourables du Canada, maisgalement la perte de productivit long terme. Selon les estimations du Comit de la conservation dessols de l'Institut agricole du Canada (IAC), le cot annuel moyen de remplacement des nutriments perdus cause de l'rosion se situait entre 15 et 30 $ l'hectare (6 et 12 $ l'acre) au Canada en 1979. En Ontario, laperte totale de nutriments, de pesticides et de rendement a t value une valeur aussi leve que 15 $l'hectare. Ces cots ne tiennent pas compte du dclassement des sols agricoles importants de classe 1 et 2 des classes de possibilits infrieures. C'est en se rfrant la perte de productivit que le Comitsnatorial permanent de l'agriculture, des pches et des forts (1984; connue galement sous le nom deCommission Sparrow) est arriv la conclusion suivante :

Le Canada risque de perdre dfinitivement de vastes portions de son potentiel agricole si les

divers paliers gouvernementaux et tous les Canadiens n'ont pas la ferme volont de prendre sans

tarder les mesures ncessaires pour la conservation des sols.

Le Programme national de conservation des sols (PNCS) s'est conform aux recommandations de laCommission Sparrow. Lobjectif du programme tait de traiter les problmes rgionaux, mais il a contribu l'amlioration de la recherche, de la surveillance, du transfert de technologie, de la prise de conscience eta aid les producteurs obtenir un soutien financier afin de lutter contre la dgradation des sols dans toutesles rgions du Canada. Le programme a men de nombreux projets bonne fin. En ce qui a trait auxexploitations agricoles, il a adopt le travail de conservation du sol et a dmobilis les sols agricoles fragiles. l'chelle nationale, le programme a rpandu l'utilisation de mthodes de prvision de l'rosion des solsagricoles et a amlior les bases de donnes pour y inclure toutes les conditions agricoles et agroforestiresdu Canada . En outre, il a recueilli de l'information sur les ressources telles que les cartes du risque d'rosionhydrique (1/1 000 000) afin de faciliter la prise de dcisions concernant la politique agricole etenvironnementale au Canada.

La conservation des sols est un problme qui proccupe le Comit fdral-provincial sur la durabilit del'environnement. Dans son rapport Partenaires pour la croissance (1990), il conclut la ncessitd'entreprendre des recherches sur les ressources des sols agricoles afin de dvelopper des indicateurs dedgradation et de conservation permettant de surveiller les ressources fondamentales . Ces travaux aurontplusieurs applications : lchelle des exploitations agricoles prvoir la ncessit de prendre des mesuresde lutte anti-rosive (en utilisant les modles de l'quation universelle des pertes en sol ou d'autres modles)dans le cadre de la planification des exploitations agricoles pour la durabilit environnementale; lchellergionale (c.--d. les bassins versants) dterminer la nature et l'importance des incidences intrieures etextrieures ou de la dgradation et de la conservation des sols; l'chelle nationale prvoir le taux dedgradation des ressources en sols et en eau en utilisant des modles de prvision et des systmesd'information gographique (SIG) afin de produire des rapports sur l'tat des ressources .

L'rosion des sols demeurent un problme relativement important auquel est confront le secteur agricolecanadien. Il est donc ncessaire d'amliorer les modles de prvision afin dvaluer la nature et l'importancede ce problme l'chelle locale, rgionale ou nationale.

1.4 Mthodes de prvision de l'rosion des sols au Canada

Lvaluation des taux d'rosion hydrique a t effectue au Canada, mais aucune mthode quantitative nat labore pour prvoir l'rosion applique aux conditions canadiennes. La plupart des modles

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prvisionnels ont t conus ailleurs et peuvent tre classs dans une des deux catgories suivantes enfonction de l'chelle vise, soit un profil de champ ou de paysage (c.--d. la prvision dun taux d'rosionpour chaque pente), soit un bassin versant.

L'quation universelle des pertes en sol (USLE) est un modle chelle relle labor en 1960 et mis jouren 1978 par Wischmeier et Smith du ministre de l'Agriculture des tats-Unis. LUSLE prvoit le tauxmoyen annuel drosion long terme sur la pente dun champ en fonction de la configuration des pluies, dutype de sol, de la topographie, de lassolement et des pratiques de gestion des cultures. Les spcialistes dela conservation des sols peuvent comparer la perte de sol dans un champ particulier et un systme de gestiondes cultures dtermin (c.--d. le taux maximal pouvant se produire indfiniment sans affecterdfavorablement la productivit des sols) et valuer les systmes dassolement et de gestion de cultures derechange en se basant sur les mmes critres.

Bien que l'USLE ait t largement utilise aux tats-Unis, son utilisation au Canada a t limite en raisonde la non-disponibilit des donnes requises pour dterminer les taux d'rosion des sols. L'USLE a t miseen application pour la premire fois au Canada entre 1970 et 1974 sur des relevs drosion sur l'le-du-Prince-douard (Steward et Himelman 1975). Elle a galement t applique dans le sud de l'Ontario dansle cadre d'une tude de la Commission mixte internationale sur la pollution cause par les activits lies l'utilisation des sols (l'tude GCPUT - Groupe de consultation sur les pollutions dues aux utilisations deseaux) dans le bassin des Grands Lacs entre 1973 et 1978 (van Vliet et al., 1978). La premire publicationcanadienne spcialise qui a utilis l'USLE est celle de van Vliet et al. (1976); elle portait sur lesconsquences de l'utilisation des sols sur les pertes potentielles par l'rosion en nappe dans le sud del'Ontario.

1.4.1 Dveloppements probables de la prvision de l'rosion des sols

Une nouvelle gnration de modles d'rosion des sols est mise au point actuellement aux tats-Unis. LeUSDA Water Erosion Prediction Project (WEPP) est un modle de processus qui vise prvoir quandet o la perte et le dpt de sol vont se produire sur le versant d'une colline (version HILLSLOPE), dans un

petit bassin versant (version HILLSLOPE) ou dans une grand bassin versant (version GRID) en simulant lesprocessus physiques lis aux phnomnes rosifs (Lane et Nearing, 1989). La version du bassin versant esten cours de validation aux tats-Unis et au Canada. Le modle WEPP ne sera disponible pour usagequotidien autre que par la communaut scientifique que dans plusieurs annes et ce, aprs qu'il aura t test,corrig et modifi en fonction des conditions canadiennes. Aucune nouvelle gnration de modles d'rosiondes sols est suffisamment point pour tre utiliss grande chelle.

1.4.2 L'USLE rvise pour application au Canada (RUSLE-CAN)

L'quation universelle des pertes en sol rvise (RUSLE), labore comme version amliore provisoire del'USLE, vise combler le foss entre ce qui est maintenant considre comme une technologie dsute (c.--d. l'USLE) et la nouvelle gnration de modles bass sur les processus (comme le modle WEPP) qui estencore au stade exprimental.

La RUSLE utilise la mme quation empirique que l'USLE. Cependant, de nouvelles mthodes sontintroduites pour valuer les valeurs des divers facteurs de l'USLE. Ces nouvelles mthodes tiennent comptedes donnes quantitatives sur la variation saisonnire du facteur d'rosivit des sols (K), les relations entreles pentes irrgulires (LS) et la gestion des rcoltes (C) et l'incidence sur l'rosion. Contrairement lUSLE,les calculs prsents dans la RUSLE sont informatiss tout comme les bases de donnes, qui renferment des

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L'USLE et la RUSLE prvoient uniquement la quantit de sol perdue attribuable l'rosion en nappesou en rigoles sur une pente simple; elles ne prennent pas en com pte les pertes de sol supplmentairessuscep tibles d'tre provoques par l'rosion en ravins, l'rosion olienne et l'rosion par le travail du sol.Elles ne ca lculent pas non plus la production de sdiment.

renseignements sur l'rodabilit du sol (K) et sur le climat (R) de tous les principaux sols et villes des tats-Unis mais non du Canada. L'quation des pertes en sol de la RUSLE n'a pas encore t teste ou modifie des fins dapplication au Canada.

Les renseignements prsents dans ce rapport ont t prpars dans le but de fournir aux utilisateurscanadiens les donnes dont ils ont besoin pour utiliser la RUSLE au Canada; ils ne ncessitent pasl'utilisation d'un ordinateur. Ce rapport RUSLE-CAN renferme des renseignements appliqus aux conditionscanadiennes qui sont absents dans la documentation de la RUSLE (p. ex. les probabilits de prcipitation surun sol dgel renfermant des couches geles, figure R-4, partie 2). Le prsent rapport RUSLE-CAN est lefruit des efforts regroups de scientifiques de la Direction gnrale de la recherche d'Agriculture Canada,de spcialistes de la conservation des sols de l'Administration du rtablissement agricole des Prairies(ARAP), des ministres provinciaux de l'Agriculture et de nombreuses universits canadiennes.

Le RUSLE-CAN nest pas encore disponible sous forme de logiciel ou de donnes informatises.Cependant, si la demande est suffisamment importante, on pourrait ventuellement prparer ce type deproduit. Jusqu' ce que ce produit soit disponible, nous esprons que les renseignements contenus dans leprsent document permettront aux agents de planification et de conservation de prparer des valuationsexactes et cohrentes de l'rosion hydrique dans l'ensemble du Canada.

1.4.3 Bien-fond de l'utilisation des mthodes de l'USLE et de la RUSLE

Les mthodes dcrites dans ce document sont essentiellement celles de Wischmeier et Smith (1965, 1978) -conues pour tre appliques aux tats-Unis, l'est des Rocheuses (USLE) - la version rvise des mthodesde Wischmeier et Smith (McCool et al., 1991) et les adaptations de ces modles pour fins d'application auCanada (Cook, 1985; Hayhoe et al., 1992b, 1993).

Il serait ncessaire de mettre au point des mthodes plus prcises que celles contenues dans l'USLE et laRUSLE afin que la prvision des pertes en sols rponde aux besoins du 21esicle. De nouvelles mthodessont en cours d'laboration aux tats-Unis et au Canada. L'USLE et sa version rvise offrent nanmoins

des mthodes simples et relativement exactes; il nen existe pas pour le moment de meilleures.

1.5 Orientation - USLE - RUSLE - RUSLE-CAN

Le but de l'USLE est de prvoir le taux annuel moyen long terme de l'rosion des sols pour diversespratiques de gestion des sols en association avec la configuration des pluies, la topographie et le type de soldune rgion. (Wischmeier et Smith, 1978).

1.5.1 Prsentation des facteurs de l'USLE et de la RUSLE-CAN

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Les chapi tres 2 6 expliquent en dtail les facteurs et les mthodes utiliss dans l'USLE pour calculerceux-ci. La partie 2 de ce rapport prsente les valeurs antrieurement calcules de ces facteursappliqus aux cond itions canad iennes et la partie 3 fournit des tudes de cas provenant des diversesrgions du pays.

Chaque site prsente plusieurs conditions gnrales uniques qui ont des incidences sur l'rosion hydrique.Elles sont les suivantes :

!le climat !le sol !la topographie !la vgtation ou la culture!les pratiques dutilisation des sols.

Chacune de ces conditions est reprsente par un facteur diffrent dans l'quation de l'USLE ou de laRUSLE:

o :A reprsente les pertes de sol annuelles moyennes possibles long terme en tonnes par hectare par

anne (calcules l'origine en tonnes par acre par anne). Cette valeur peut tre compare avec lesseuils de pertes de sol tolrables ;

R correspond au facteur de pluviosit (MJ mm ha-1h-1)

K reprsente le facteur drodabilit du sol (t h MJ -1mm-1)

L et S correspondent respectivement aux facteurs de longueur et d'inclinaison de la pente(adimensionnels)

C reprsente le facteur de gestion des cultures (adimensionnel)

P reprsente le facteur des pratiques de soutien (adimensionnel)

1.5.2 Rsultats Taux d'rosion des sols et classes d'rosion potentielle

Llaboration du systme de classement qualitatif suivant (tableau 1.1) est base sur les taux de perte de soltolrables prsents dans le tableau 1.2. Ce systme de classification met davantage laccent sur lesrpercussions relatives de la perte de sol (p. ex. forte incidence versus incidence ngligeable)que surlvaluation relle des taux de perte de sol. Cinq classes d'rosion ont t identifies; elles sont dfinies dansle tableau 1.1.

Classe 1 (Trs faible)

! Le potentiel d'rosion des sols de cette classe est de trs faible nul. Les problmes d'rosion serontminimes si on utilise de bonnes mthodes de gestion et de conservation des sols. On devrait pouvoirconserver une productivit durable long terme avec des pratiques moyennes de gestion. Les pertesde sol possibles par l'rosion sont infrieures 6 tonnes lhectare par anne (

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Une perte de sol tolrable est la quantit annuelle maximale de sol pouvant tre enleve sans que cetteperte ait une incidence dfavorable sur la productivit naturelle long terme d'un sol recouvrant leversant d'une colline.

rosion des sols Perte en sol possible

tonnes/hectare/anne tonnes/acre/anne

1 Trs faible (c.--d. tolrable) < 6 < 3

2 Faible 6 - 11 3 - 5

3 Modre 11 - 22 5 -10

4 leve 22 - 33 10 - 5

5 Grave > 33 > 15

Classe 2 (Faible)! Des pertes de sol de faibles modres se produiront si on n'adopte pas lassolement et la culture

en pente transversale. Les pertes de sol possibles par l'rosion se situent entre 6 et 11 tonneslhectare par anne (3 5 tonnes lacre par anne).

Classe 3 (Modre)! Des pertes de sol de modres graves se produiront si on ne prend pas des mesures de conservation

comme le travail de conservation du sol, la culture en courbes de niveau et les voies d'eau gazonnes.

Les pertes de sols possibles par l'rosion se situent entre 11 et 22 tonnes lhectare par anne (5 10tonnes lacre par anne).

Classe 4 (leve)! Des pertes leves de sol se produiront si des mesures comme les semis directs, la rotation des

couches humiques, lamnagement de terrasses, les cultures en pente transversale ou les culturessuivant les coupes de niveau, ne sont pas prises. Les pertes de sol possibles par l'rosion se situententre 22 33 tonnes lhectare par anne (10 15 tonnes lacre par anne).

Classe 5 (Grave)! De graves pertes de sol se produiront moins de maintenir une couverture vgtale permanente. Les

pertes de sol possibles par l'rosion sont suprieures 33 tonnes lhectare par anne (>15 tonnes

lacre par anne).

1.5.3 Interprtation des rsultats pertes de sol tolrables

Lincidence de l'rosion sur un type de sol donn (et par consquent le seuil de tolrance) varie en fonctondu type et de la profondeur du sol.

Le seuil de tolrance recommand pour la plupart des sols au Canada est de 6 tonnes lhectare paranne(3 tonnes lacre par anne) ou moins. Il se peut que certains sols puissent tolrer des pertes plusleves (jusqu' 11 tonnes lhectare par anne ou 5 tonnes lacre par anne) et conserver nanmoins leurproductivit long terme, mais, en rgle gnrale, toutefois, seuls les sols les plus profonds et les plus fertilespeuvent tolrer de telles pertes.

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En rgle gnrale, les sols dont la couche arable est profonde, uniforme, non pierreuseet/ou qui n'ont pas t soumis l 'rosion ont un seuil de tolrance plus leve que les sols dont la couchearable est mince et qui ont dj t rods. Les sols texture fine moyenne ont tendance avoir unetolrance plus forte que les sols texture gross ire bien que cette tolrance puisse varier en fonction descaractristiques et de la gestion propres chaque sol.

L'valuation des seuils de tolrance de plusieurs types de sol a t effectue arbitrairement; elle est prsentedans le tableau 1.2. Ces valeurs ne fournissent qu'une indication relative de l'incidence de l'rosion sur lesdiffrents types de sol; elles varieront selon les sites. L'objectif d'une saine gestion des sols devrait tre deconserver l'rosion des sols bien au-dessous des taux maximaux .

1.5.4 Problmes soulevs par l'utilisation de l'USLE au Canada

L'utilisation grande chelle de l'USLE dans toutes les rgions du Canada est limite par des problmes lisaux besoins et aux interprtations de donnes. Par exemple :

Facteur RTrs peu de dterminations du facteur R ont t effectues en appliquant la mthode dcrite originellementpar Wischmeier et Smith (1965), bien que l'USLE soit axe sur le facteur de pluviosit. En raison desdonnes et du temps requis pour faire les calculs ncessaires, les Canadiens prfrent se baser sur desvaluations plus simples comme celles dAteshian (1974). La mthode R labore par Ateshian a fournides estimations raisonnables du facteur R de Wischmeier dans l'Est des tats-Unis et galement dansl'Est du Canada o les valeurs du facteur R dtermines aux tats-Unis ont t extrapoles de ce ct-ci de la frontire (Wall et al., 1983). Des donnes non publies provenant de la rgion des Prairies laissentsupposer que l'quation d'Ateshian pourrait srieusement survaluer le facteur R de Wischmeier. Maule etal. (1993) signalent que les pertes de sdiments prvues l'aide du modle adaptatif du bilan hydrique dessols - lesquelles sont en gnral similaires aux pertes de sdiments values dans les Prairies - sont au moins

d'un ordre de grandeur infrieures aux quantits prvues en utilisant l'quation d'Ateshian.

Au Canada, on a souvent observ une grave rosion au cours de la priode de fonte des neiges du printemps;elle a parfois t mesure (voir, par exemple, Kirby et Mehuys, 1987). Le document de Wischmeier etSmith (1978) sur l'application de l'USLE aux tats-Unis ne prend presque pas en compte la priodeprintanire de fonte des neiges. Lorsqu'on a tent d'effectuer des corrections, on l'a fait, en gnral, enajoutant les prcipitations hivernales au facteur R (McCool et al., 1982) ou une valuation du ruissellementprovenant de la fonte de la neige au sol lors du dgel du printemps (Tajek et al., 1985).

Facteur KOn a observ et document les variations saisonnires de l'rodabilit du sol au Canada. L'rodabilit dusol varie de telle sorte quil est plus probable que l'rosion se produise durant la priode de dgel

hiver-printemps (Coote et al., 1988), mais il n'en est pas tenu compte dans le document de l'USLE.Wall et al. (1988) ont propos de corriger les indices d'rodabilit du sol afin d'amliorer la prvision del'rosion durant cette priode. Ils ont propos de corriger le facteur drodabilit du sol l'aide d'un facteurde 2 afin de tenir compte de l'augmentation de l'rodabilit attribuable au dgel.

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1Ce tableau reprsente les pertes de sol tolrables pour les sols soumis une rosion infrieure la moyenne. Les seuils de tolrance peuventtre plus faibles pour les sols qui sont soumis une rosion intense et dans lesquels le sous-sol est de toute vidence ml ang la couche arable et/oupour les sols dont la couche arable est de moins de 10 cm.


Tableau 1.2 Seuils de tolrance de perte de sol

DESCRIPTION DU SOL PERTE DE SOL TOLRABLE1

(tonnes lhectare paranne)

(tonnes/acre/anne)

Couche arable profonde (30 cm), forte teneur en matires organiques,bien structure, sous-sol permable 11 5

Couche arable en bonne condition, forte teneur en matiresorganiques, bien structure. Permabilit du sous-sol jusqu 60 cmde la surface

6 3

Mlange de couche arable et de sous-sol dans la couche bienstructure du sol de surface. Sol de couleur fonc et clair montrantune bonne structure mais la permabilit du sous-sol ne dpasse pas30 cm de la surface

< 6 < 3

Tous les sols qui contribuent au ruissellement et aux sdiments descours d'eau et des eaux de surface; sols peu profonds (

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2.0 FACTEUR DE PLUVIOSIT ET DE RUISSELLEMENT (R) D.R. Coote etH.N. Hayhoe

2.1 But

!

Le facteur R est l'indice d'rosivit de l'eau de pluie et du ruissellement ncessaire pour prvoirl'rosion hydrique laide de l'USLE. Les donnes sur la pluviosit sont utilises de deuxmanires dans l'USLE, soit :! pour mesurer la quantit annuelle totale de pluie rosive un endroit donn! pour valuer la rpartition de la pluie rosive sur l'anne exprime comme une partie du

facteur R total par unit de temps

! L'indice d'rosivit de l'eau de pluie est un indicateur des deux variables les plus critiques del'rosivit des orages la quantit d'eau de pluie et l'intensit maximale soutenue sur unepriode prolonge. Le facteur R reprsente la quantit annuelle moyenne de tous les pluiesrosives (EI).

! EI correspond l'nergie cintique totale d'un orage multiplie par l'intensit maximale despluies durant 30 minutes, o :! E = volume de prcipitation et de ruisellement et! I = taux maximaux prolongs de dtachement et de ruisellement (Wischmeier et Smith, 1978)

2.2 Variables affectant le facteur R

En rgle gnrale, les orages qui produisent un volume lev d'eau de pluie et deau de ruissellement sur unepriode prolonge ont les valeurs R les plus leves (c.--d. la plus forte rodabilit). Les faibles quantitsde pluie de courte dure ont peu d'incidence sur l'rosion des sols (p. ex. les prcipitations infrieures 1 cm,d'une dure de moins de 30 minutes). Les variables qui influent sur le facteur R sont dcrites dans le tableau2.1.

2.3 Applications au Canada

Conditions estivales

! Les orages grande nergie qui se dclenchent durant l't sont considrs en gnral commeles phnomnes les plus potentiellement rosifs dans la plupart des rgions du Canada.

! Ces orages sont habituellement localiss et bien qu'ils puissent entraner l'rosion de grandesquantits de sol, celles-ci ne sont pas transportes trs loin de leur source.

! L'rosion qui se produit l't est habituellement limite par la capacit d'infiltration du sol, ce,

pour diverses raisons (p. ex. scheresse des sols, prsence de fissures, etc.)

Conditions printanires

! Le sol est souvent trs humide ou satur et/ou il contient une couche gele. Ces conditionspermettent peu ou aucun excdent d'eau de surface de s'infiltrer dans le sol, ce qui entranele ruissellement mme de la plus petite quantit d'eau qui soit.

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2 Au cu ne de ce s m th ode s ne pre nd en co mp te l'inc id enc e de s co nd ition s hiv er na les . Ce lle s-c i var ien t d'u ne r gio n l'a utr e et p eu ve nt t re l'origine de la grande partie de lrosion annuelle (Rivire de la Pa ix et .-P-.) ou de presque auc une (Nouveau-B runswick).


Cartes Isoerodent du facteur R - lEst canadien- voir partie 2, facteur R (figures R-1 e t R-2)

2.4 Calculs pour application au Canada

La facteur R (indice d'rosivit annuelle moyenne) se dtermine au moyen de trois mthodes principales2:

1. La premire mthode utilise les valeurs EI des pluies dorage,- elle convient si on dispose de donnes sur l'intensit des prcipitations sur une priode de 22 ans ouplus (Wischmeier et Smith, 1978)

2. La deuxime utilise des quations qui reposent sur une relation empirique entre le facteur R et un oragede 6 heures se produisant tous les deux ans (Ateshian, 1974; Madramootoo, 1988, Wall et al., 1983)

3. La troisime utilise des enregistrements horaires des prcipitations, lorsqu'ils sont disponibles, afin deprvoir le facteur R (Wigham et Stolte, 1986).

Ces trois mthodes ont t utilises pour produire les documents de rfrence sur les conditions canadiennesci-dessous :

! les cartes Isoerodent- indiquent les valeurs annuelles du facteur R d'une rgion- servent calculer les pertes en sol annuelles moyennes

! la rpartition mensuelle du facteur R (valeurs EI)- indique la proportion de pluie rosive annuelle qui tombe chaque mois- est utilise pour dterminer l'rodabilit saisonnire des pluies (R), des sols (K) et des systmes de

gestion et de cultures (C)! la carte des prcipitations annuelles moyennes sur le sol gel

- indique les rgions o la quantit de pluie qui tombe sur le sol gel peut provoquer un risqued'rosion

! pour des conditions non hivernales

o:R= indice d'rosivit de l'eau de pluie (MJ mm ha -1h-1)p= averse normale de 6 heures se produisant tous les deux ans (mm)

! pour des conditions hivernales

o :Rt= indice d'rosivit annuelle moyenne, corrig pour les conditions hivernalesWP= pourcentage des prcipitations annuelles totales se produisant en hiver (dcembre mars)

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Cartes Isoerodent du facteur R - lOuest canadien - voir partie 2, figures R-3a,b,c et 4)

Rpartitions mensue lles du facteur R - voir partie 2, tableaux R-1 R-4

Prcipitations annuelles sur sol gel - figure R-5

Rgion des Prairies! pour des conditions non hivernales

- cartes bases sur une carte dresse par Stolte et Wigham en 1988 et amliore avec des donnes de1990 (Stolte et Owoputi, 1994)

! pour des conditions hivernales

o :Rs= facteur R pour des conditions hivernalesm = taux de ruissellement hivernal quotidien moyen (mm/jour)

rw= ruissellement hivernal moyen (cm)k = constante gale 1, oR est exprim en MJ mm ha-1h-1

Colombie-Britannique

! Les valeurs du facteur R ont t calcules en utilisant la formule d'Ateshian

! les conditions hivernales sont tablies partir des estimations de Rsbases sur les chutes de neigetotales pour chaque mois durant lequel ces chutes ont t de 10 cm

! il y a eu une exception, le sud-ouest de la Colombie-Britannique (chutes de neige annuelles100 cm),o on a utilis une valeur-seuil de 20 cm par les chutes de neige mensuelles.

Tableaux R1 et R2 - Rgion des Prairies et de l'Est canadien!Est canadien

- selon Wall et al. (1983),- Madramootoo (1988) et Gordon et Madramootoo (1989)

!Prairies- calculs par Stolte et Wigham (1988)

- conditions hivernales par Hayhoe et al. (1992a, 1992b, 1992b, 1993)

Tableau 3 - Colombie-Britannique!exprim en pourcentage des prcipitations annuelles releves dans quatre grandes rgions

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3On peut se servir dune mthode similaire pour la Colombie-Britannique en utilisant le tableau 3 et les valeurs de R tde la figure R-4.

4Si on doit prendre en compte lrosion hivernale pour calculer les valeurs EI saisonnires, se reporter la figure R-5. Il faut accorder une attentionparticulire aux rgions o les prcipitations annuelles sont suprieures 30 mm sur d es sols nus gels puisqui ls sont susceptibles dtre soumis une rosion hydrique intense.


Source des facteurs R :partie 2; facteurs R Rgion du Pacifique - tableau R-3; figure R-4, partie 2

Rgion des Prairies - tableau R-1; figures 3 a et b

Est canadien - tableaux R-1, R-2; figures R-1 et R-2

! le risque d'rosion du sol est prvu pour une quantit annuelle de prcipitations sur des sols gelsjusqu une profondeur de 5 20 cm.

! les niveaux les plus levs se produisent dans l'Est du Canada - o la culture est intensive et lacouverture hivernale est minimale. Il s'agit, selon les estimations, d'une source/risque d'rosionimportant.

2.5 Dtermination du facteur R

1. Pour utilisation gnrale avec les modles de prvision (USLE, RUSLE ou GAMES - Cook et al., 1985),le facteur Rtpeut tre dtermin de la manire suivante :

a) dans l'Est du Canada! localiser la rgion concerne sur les figures R-1 et R-2! extrapoler le point ou la rgion se rapportant aux courbes de niveau du facteur R

b) dans les provinces des Prairies! localiser la rgion concerne sur les figures R-3a et R-3b! ajouter des valeurs pour dterminer le paramtre Rt

c) en Colombie-Britannique! localiser la rgion concerne sur la figure R-4! faire la conversion des units SI en units mtriques en multipliant par 17,02

2. Pour une utilisation plus dtaille, obtenir le facteur Rtappropri en utilisant le tableau R-1

3. Pour le calcul des valeurs R saisonnires( des fins d'utilisation pour l'valuation des facteurs C de la priode de croissance des cultures en utilisantles valeurs EI mensuelles) - procder de la faon suivante :

i) Slectionner dans le tableau R-1 la valeur R approprie pour la rgion concerneii) Dterminer la priode qui vous intresse (p. ex. priode culturale, saison, mois, etc.)iii) Slectionner la rpartition mensuelle provenant de la station mtorologique situe le plus prs de la

rgion concerne (tableaux R-1 ou R-2)3. noter que les rpartitions mensuelles correspondent despourcentages du facteur R annuel total - ceux-ci doivent totaliser 100 pour chaque station)

iv) Ajouter les valeurs mensuelles4du facteur R annuel pour la priode qui vous intressev) Multiplier la valeur par la valeur annuelle totale du facteur R (Rt)

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Exemples

1. Valeur R annuelle - Montral

! R = 920 (tableau R-1)

Pour dterminer les units hors systme (.-U.), diviser par 17,02

! R = 54

2. Valeurs EI mensuelles proportion du facteur annuel R se produisant durant juin, juillet, aot -(Montral - tableau R-1)

!EI = 17 + 19 + 22= 58 % de la totalit des pluies rosives annuelles (R)

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En rgle gn rale, les sol s forte teneur en limon et en sable trs fin, faible teneur en ma tiresorganiques structure faible et permabilit trs faible seront les plus sens ibles aux agentsd'rosion, en tenant compte uniquement des caractristiques des sols.

3.0 FACTEUR D'RODABILIT DU SOL (K) G.J. Wall

3.1 But

! Le facteur d'rodabilit du sol (K) reprsente le taux de perte en sol par unit de surface tel que mesursur une parcelle de 3,7 m x 22 m (12' x 72').

! 'Le facteur K' est une mesure quantitative de la sensibilit ou de la rsistance inhrente d'un sol l'rosion et de l'incidence du sol sur le volume et le dbit de ruissellement

3.2 Variables affectant le facteur K

Un certain nombre de facteurs importants qui ont une incidence sur la sensibilit de certains sols lrosionsont dcrits dans le tableau 3.1.

Le tableau 3.2 prsente la sensibilit gnrale lrosion des diverses textures de sol.


Les cycles gel-dgel influent sur l'rodabilit en particulier des sols teneur faible en sable et teneurleve en limon.

! Dans des conditions hivernales, des couches ou des lentilles de glace se forment diffrentesprofondeurs dans le sol, ce qui disloque les particules du sol et diminue la compacit de ce dernier.

- Le sol de surface est relativement impermable.- Le risque d'rosion est plus important s'il s'agit d'rosion olienne que sil sagit d'rosion hydrique.

! Dans des conditions au-dessus du point de conglation (dgel),le sol de surface dgle le premierlaissant le sol des couches profondes gel.- L'eau s'infiltre dans la couche suprieure dgele mais le drainage est limit par le gel et

l'impermabilit du sol des couches profondes.- Une surface sature faible densit est cre; cette surface est trs instable en raison de son

incapacit rsister aux effets de l'rosion hydrique.- Des systmes de transport trs tendus peuvent se dvelopper et transporter efficacement les

sdiments rods vers les voies d'eau mme durant les prcipitations relativement faibles (Pall et al.,1982).

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Tableau 3.1. Variables affectant le facteur K

Variable Description et fonction Incidence sur l'rosion Consquences de lagestion

Texture du sol - granulomtrie et rpartition desparticules de sable disponibles

- Lorsqu'elles sont dtaches, lespetites particules sont transportesfacilement

- La texture du sol influe sur laquantit et le dbit de ruissellement

- accroissement de l'rodabilit avecla prsence de limon et de sable trs

fin (les particules se dtachentfacilement, forme rapidement descrotes qui rduisent l'infiltration etaccroissent le ruissellement (voirtableau 3.2)

- le type de sol peut limiter :- les utilisations des fins

agricoles- les cultures qui peuvent y

crotre- les systmes de gestion

Teneur enmatiresorganiques

- quantit d'humus prsent- la matire organique contribue lier

les particules de sol- effet sur la capacit de rtention

deau du sol; incidence sur lesquantits d'infiltration et deruissellement

- plus grande rsistance l'rosiondes sols teneur leve en matiresorganiques et plus grande rtentiond'eau

- faible teneur en matires organiques= faible rsistance l'rosion

- conservation de niveaux dematires organiquesadquats (grce la gestiondes rsidus et/ou du fumier)rduit le risque d'rosion,accrot la fertilit (ce quiamliore la robustesse descultures/de la couverturevgtale et accrot laprotection du sol)

Structure - rpartition des particules de sable etdes agrgats- indication du degr de liaison des

particules du sol lui permettant dersister l'rosion

- sols qui ne se dsagrgent pasfacilement, mais qui permettentl'infiltration et qui rsistent mieux l'rosion

Permabilit - effet sur la quantit d'eau quis'infiltrera dans le sol parcomparaison celle qui s'couleravers le bas de la pente ou quis'accumulera la surface

- meilleure infiltration = moins deruissellement, moins d'rosion (p.ex. sable moyen et grossier)

- les pratiques favorisant laformation de couchesimpermables et consolidesou les semelles de labouraccroissent le risqued'rosion du sol

Fluctuationsaisonnire

- caractristiques du sol susceptiblesde varier selon la saison et d'influersur l'rodabilit y compris la teneuren eau, la masse volumiqueapparente, la structure, lapermabilit, l'activit biologique etle drainage

- sols habituellement plus sensiblesau printemps (en particulier durant ledgel - sols saturs, moins densessur sols gels et moins permables)

- moins rodables l'automne (secset consolids aprs la saison decroissance)

- meilleure couverture(sur pied et/ou rsidus), lessurfaces plus rugueuses auprintemps peuvent contribuer la stabilisation du sol et larduction de l'rosion

Dans la RUSLE, on a jout, la section K de l'USLE, plusieurs variables et relations qui sontapplicables au Canada. Ces modifications sont les suivantes :

! une gamme largie de types de sol pour lesquels le facteur K a t valu, notamment les solsorganiques (tourbe), les sous-sols, les argiles peu actives et les sols haute teneur en mica;

! la possibilit de corriger la valeur K pour tenir compte de la prsence de fragments de roche dans leprofil;

! la capacit de calculer le facteur K sur une base bimensuelle. Ces valeurs K bimensuelles sontpondres en fonction des rpartitions annuelles du facteur R afin de mieux tenir compte desfluctuations saisonnires de l'rodabilit du sol.

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Dans la RUSLE, de nombreuses corrections du facteur K peuven t tre effectues uniquement partirdes programmes informatiss de la RUSLE. En attendant que ces programmes soient vrifis pourapplication au Canada et qu'ils soien t access ibles au grand public, utilisez les mthodes dcrites dansla partie 2 - facteurs K pour corriger les valeurs du facteur K.

Source de renseignements sur le facteur K :Les descriptions dtailles de ces paramtres pdologiques et les mthodes pour les calculer sontincluses dans la section intitule Valeur K de la partie 2.

Tableau 3.2. Sensibilit gnrale de la texture des sols l'rosion

Texture du sol de surface Sensibilit relative l'rosion hydrique

Valeurs du facteur K1

Sable trs fin Trs forte >0,05

Sable loameux trs finLoam limoneuxLoam sableux trs finLoam limono-argileux

Forte -0,04 - 0,05

Loam argileuxLoam

Argile limoneuseArgileLoam sablo-argileux

Modre 0,03 - 0,04

Argile lourdeLoam sableuxSable fin loameuxSable finLoam sableux grossier

Lgre 0,007 - 0,03

Sable loameux

Sable

Trs lgre

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Une valeur K distincte doit tre dtermine pour chaque srie de sols associe une unitcartograph ique ou pour la srie de sols dominante dans l'unit. Ne calculez pas la moyenne de la

valeur K, car une valeur combine ne reprsentera pas l'rodabilit inhrente un type de sol etproduira des rsultats errons.

On peut calculer la valeur K d'un sol en utilisant la formule suivante (Wischmeier et Smith 1978) :

o :

M= (pourcentage de limon + sable trs fin x (100 - pourcentage d'argile)a= pourcentage de matires organiquesb= code de structure des sols utilis dans la classification des solsc= classe de permabilit des profils

Le nomogramme de la figure K-1 (partie 2, section Valeur K) fournit une solution graphique permettant dedterminer la valeur K d'un sol; on lutilise si on connat le pourcentage des fractions de sable et de matiresorganiques d'un sol dtermin.

3.5 Dtermination des facteurs K

Le facteur K peut tre dtermin l'aide des deux mthodes suivantes :1. L'quation de Wischmeier et Smith (1978) utilise lorsque les donnes suivantes sont disponibles :

- le pourcentage de sable, de sable trs fin et d'argile- le pourcentage de matires organiques- la structure du sol

- la permabilit2. Le nomogramme de la figure K-1 (partie 2) est utilis :

- pour obtenir le facteur K bas sur tous les paramtres de la mthode 1 oupour valuer approximativement le facteur K, bas sur les pourcentages de la taille des particules

et de la matire organique.

Facteurs K de la texture des sols de surface (tableau K-3, partie 2)

Les facteurs K ont t calculs pour un certain nombre de textures de surface et pour une teneur en matiresorganiques approximative.

! Les principaux groupes texturaux et leurs valeurs K correspondantes sont prsents dans letableau K-3- Ces renseignements sont utiliss si on ne dispose pas de donnes prcises sur les sols.- Les valeurs K ont t tablis approximativement pour les sols prsentant les teneurs suivantes : i) plus de 2 % de matires organiques, ii) moins de 2 % de matires organiques ou

iii) pourcentages moyens (ou inconnus)

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noter la dif frence dans les valeurs de K dterm ines dans les exem ples prcdents. En ut ilisant lesestimations des paramtres figurant dans le nomogramme (figure K-1) et les moyens plus gnraux

destimer la valeur de K (tableau K-3), on obtient des valeurs trs gnrales de K qui sont suffisammentdiffrentes de la valeur relle de K pour produire des valuations trs diffrentes des pertes de sol. Dansla mesure du poss ible, utilisez des renseignements dta ills, en particulier lorsque vous valuez les pertesde sols pour des sites prcis.

Exemples

1. Les attributs d'un loam particulier sont les suivants :- 30 % de sable (25 % de sable trs fin, 5 % de sable prsentant d'autres diamtres)- 40 % de limon- 30 % d'argile- 2,8 % de matires organiques- structure grenue fine- permabilit lente modre

Si on utilise le nomogramme d'rodabilit du sol (figure K-1), la valeur K est tablie ainsi :

K = 0,040

2. Si la structure et la permabilit du sol ne sont pas connues, alors on pourra utiliser le nomogramme(figure K-1) avec les estimations de code de structure et de permabilit prsentes respectivement auxfigures K-2 et K-3. Ces estimations pourraient donner une texture de sol de loam argileux dont le codede structure et de permabilit seront chacun de 4. L'utilisation de ces codes dans le nomogramme (figureK-1) donnera une valeur de K de 0,050.

3. Si la granulomtrie du mme sol est inconnue mais que l'utilisateur peut dterminer :S que le sol est un loam (en effectuant une valuation manuelle de la texture)S quil renferme probablement plus de 2 % de matires organiques (en raison de sa couleur fonce), il

pourra alors utiliser le tableau K-3 pour estimer la valeur de K :

La valeur de K d'un loam est de 0,038

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(4.1)

4.0 FACTEUR DINCLINAISON (LS) D.R . Coote

4.1 But

! Mesurer les effets de l'angle et de la longueur de la pente sur l'rosion! Corriger la prvision de l'rosion pour une longueur et un angle de pente donns afin de rendre compte

des diffrences provenant des conditions prsentes dans les levs de surveillance d'rosion standardsur lesquels l'USLE est base (longueur de 72 pi ou de 22, pentes de 9 %; Wischmeier et Smith, 1978)

4.2 Variables affectant le facteur LS

Les incidences des composantes du facteur LS sur l'rosion des sols sont rsumes au tableau 4.1.

4.3 Application au Canada

Au Canada, les pentes ne sont pas trs diffrentes de celles des tats-Unis. Cependant, les conditionsfrquemment associes une forte rosion hydrique au Canada sont celles o les prcipitations se produisent

sur une couche de sol gele et sature la surface et une couche gele sous-jacente (voir chapitre 3.0). Cesconditions sont souvent associes l'rosion en rigoles.

La composante LS de l'quation de la RUSLE peut s'adapter plusieurs conditions se rapportant auxvariations gel-dgel et aux changements saisonniers dans le rapport rigole-interrigoleoccasionns par cesvariations (section 4.4).

4.4 Calcul des facteurs LS

Le facteur LS reprsente un rapport entre la perte de sol dans des conditions donnes et la perte sur un siteprsentant une inclinaison (9 %) et une longueur (22,13 m) de pente standard .

Pentes uniformes

1. L'USLE originale - l'quation LS pour une pente uniforme est la suivante :

o :correspond la longueur de la pente du site (en mtres)correspond l'inclinaison de la pente (en degrs)mcorrespond un coefficient li au rapport entre l'rosion en rigoles et l'rosion en interrigoles; est

gal :0,5 pour les pentes de 5 % ou plus,

0,4 pour les pentes de 3,5 4,5 %,0,3 pour les pentes de 1 3 % et0,2 pour les pentes de moins de 1 % (toutes les pentes ont t estimes au 0,5 % prs)

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L'USLE rvise utilise essentiellement la mme relation pour estimer le facteur de la longueur de la

pente (c.--d., L=[la/22,13]

m

). Cependan t, les conditions prvalant la surface qui ont une incidencesur le rapport entre l'rosion en rigoles et l'rosion en interrigoles sont maintenant prises en comptedans l'estimation de m .

Tableau 4.1. Incidence des variables du facteur LS sur l'rosion

Variable Description Incidence sur l'rosion Consquences de la gestion

Inclinaison - les mesures de la pentesont exprimes en angleet en pourcentage

- ruissellement - vitesse, augmentation de laquantit avec l'accroissement du gradient de lapente

- perte de sol - augmente plus rapidement que leruissellement au fur et mesure que la pentedevient plus incline

- relation entre linclinaison et le ruissellement,pertes de sol lies au type de cultures, larugosit de la surface et la saturation du sol

(Note : Les calculs du facteur LS ne tiennent pascompte de ces incidences)

Les cultures et les pratiques quifavorisent l'infiltration et ladiminution du ruissellement

(surfaces rugueuses, bonnecouverture) peuvent rduirel'incidence de linclinaison surl'rosion

Longueur - mesure partir du pointo commencel'coulement de surface

jusqu' l'endroit o :a) l'eau de ruissellement

est concentre dansun chenal ou

b) le gradient de la pente

dcrot et lessdiments rods sedposent

- ruissellement, l'rosion s'intensifie avecl'augmentation de la longueur de la pente

- une grande accumulation d'eau de ruissellementsur les pentes les plus longues augmente lespossibilits de dtachement et de transport

- l'eau de ruissellement se concentrehabituellement dans moins de 120 m et toujoursdans moins de 300 m

- les pentes dont la longueuront une grande incidence surl'rosion ont gnralementdes valeurs de C plusleves

- les pentes dont la longueuront peu d'incidence surl'rosion potentielle sont

celles o on utilise despratiques culturales plusrsistantes l'rosion (C 1,0 p resque 0 pour une cou vertu re vgta le com plte(herbage, couverture forestire continue). Dans certaines situations, telles que les pommes de solproduites sur des billons orients en pente ascendante ou descendante, les valeurs de C peuvent tresuprieures 1,0.

demeurent inchangs et indiquent un rapport de perte de sol (SLR). Le SLR de la RUSLE, qui demeureun rapport permettant de comparer les pertes de sol par des pratiques particulires et les pertes de sol sur solnu est toujours dtermin pour une priode donne de lanne. Dans les calculs de lUSLE, cette priodecorrespondait des priodes culturales de longueur variable, indiquant un dveloppement vgtatif (p. ex.une priode densemencement, le dveloppement de la vote de verdure, la maturation des cultures, etc.).Dans la formule de la RUSLE, lanne est divise en priodes de 15 jours.

Les principales variables, sous lesquelles sont regroups les sous-facteurs C sont les suivantes :

!lutilisation prcdente du sol !la vote de verdure!la couverture vgtale !la rugosit de la surface!lhumidit du sol

Ces sous-facteurs englobent une gamme de variables : pratiques culturales et cultures antrieures, travail dusol, consolidation du sol, activit biologique et incidences des prs dans le temps, travail du sol(renseignements pondrs sur les types actuels et les nouveaux types), hauteur des cultures, efficacit desrsidus et autres types de couverture du sol (p. ex. pierres), processus drosion en activit (rigoles,

interrigoles ou les deux) et incidence dune faible pluviosit et de lhumidit du pass sur la protection dusol par les cultures (Foster et al., 1977).

Utilisation du facteur C dans lUSLE

Le facteur C a pour effet de diminuer la perte de sol sur un sol nu, ce qui est illustr par lexemple suivant:

A = RKLSCP

! SiRKLS= 22,4 tonnes lhectare par anne (10 tonnes/acre/anne)! et C= 0,40 (mas cultiv de manire traditionnelle)! etP= 1,! alorsA = 10 x 0,40 = 9 tonnes lhectare par anne (4 tonnes lacre par anne)

Tableau 5.2 Comparaison entre les variables utilises pour calculer les valeurs de C dans lquationuniverselle des pertes de sol (USLE) et dans lquation rvise (RUSLE)

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Variablelments du calcul

USLE RUSLE

culture,vote deverdure

- type de culture- rendement- qualit de la croissance- dveloppement de la culture (vote de verdure de 10, 50,

75+ %)

- calendrier des priodes culturales (dbut, dure dechaque tape)- % de couverture la maturation

semblable lUSLE, +- hauteur des cultures/de la vgtation- priodes culturales remplaces par des priodes

de 15 jours- autres types de culture inclus

rsidus desurface

- % de couverture aprs lensemencement- % de couverture aprs la rcolte

semblable lUSLE, +- poids des rsidus aprs lensemencement, la

rcolte- efficacit des rsidus- autres types de couverture de sol- type drosion (rigoles, interrigoles ou les deux)

rsidusincorpors

- type de travail du sol- gestion des rsidus (laisss la surface ou incorpors

dans la surface, enlevs du champ)

semblable lUSLE

travail dusol

- type(s)- nombre de passes- priodes

semblable lUSLE, +- rugosit de surface- autres types

rsidus de

lutilisationdes sols

- utilisation de cultures fourragres

- incidences de la culture fourragre jusqu deux ans aprsle changement de culture

semblable lUSLE, +

- renseignements plus dtaills sur lutilisationprcdente des sols (notamment les cultures, letravail du sol, la consolidation du sol, lactivitbiologique, lincidence des cultures fourragresdans le temps)

assolement - nombre de cultures- squence de cultures

- semblable lUSLE- autres renseignements sur les utilisations

antrieures des sols incorpores (voir ci-dessus)

autresvariables

- humidit du sol dans le pass prise enconsidration pour les rgions de faible pluviosit

- correction possible pour lpuisement du solcause par lhumidit

Voir la figure 5.1 : application du facteur C aux cultures cralires.5.5 Dtermination des facteurs C

Pour obtenir une valeur de C approprie pour une culture particulire partir des tableaux se trouvant dansla partie 2, vous aurez besoin des renseignements suivants :

Valeurs de C pour une monoculture

! emplacement (voir partie 2, figures C-1 et C-3)! type de culture ou de vgtation! culture prcdente

! travail du sol (labour et travail superficiel du sol)

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Figure 5.1 Application du facteur C une culture cralire

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9 Les valeurs de C ont t dtermines pour les assolements les plus courants. Utilisez les valeurs des monocultures et la mthode ci-dessus pour

calculer les valeurs de C pour les assolements ne figurant pas aux tableaux C-1 C -4.


Source des valeurs de C

Les valeurs de C calcules pour des monocultures et des assolements sont prsentes par provinceet par rgion aux tableaux C-1 C-4, partie 2.

Valeur de C pour un assolement

! assolement (type, nombre, squence) et renseignements sur chaque rotation de monoculture

Exemples

Cas 1 : Monocultures

! Culture printanire de bl, travail de labour (chisel) lautomne et travail superficiel du sol auprintemps

! London, rgion de lOntario (partie 2, tableau C-3)

C = 0,29

Cas 2 : Assolements

Quelle que soit la rgion, lassolement fait partie intgrante de la plupart des exploitations agricoles auCanada. Grce une slection soigne des cultures et de leur squence de rotation, on peut accrotre lesbnfices en augmentant la production, les rendements, en luttant contre les maladies et les parasites, enamliorant la qualit du sol rsiduel et en protgeant lenvironnement.

Les facteurs C ont t dtermins de la manire suivante pour les assolements les plus courants9de chaquergion et province :

1. On a dtermin la squence et la frquence des assolements. 2. On a numr et additionn les valeurs de C des tableaux des monocultures pour les provinces etrgions concernes.

3. On a divis la somme des valeurs de C des assolements par le nombre dannes de rotation.

Voir le tableau 5.3 pour le calcul des valeurs de C des assolements en Saskatchewan.

Cas 3 : Valeurs gnralises du facteur C

Souvent lorsquon dtermine les valeurs du facteur C dune culture, les renseignements dtaills sur le travaildu sol et sur les cultures prcdentes ne sont pas connus. Les valeurs gnralises du facteur C de chaqueprovince sont prsentes la partie 2.

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Tableau 5.3. Comparaison entre les divers assolements pratiqus en Saskatchewan (rgion de Melfort)

Assolement Valeurs de C descultures

Nombre dannesde rotation

Valeur de Cmoyenne

annuelle de larotation

Orge -Jachre dt ,44,5 2 ,47

Orge -Jachre dt -canola

,35,5,5

3 ,45

Orge -Bl dhiver -Jachre dt

,44,33,5

3 ,42

Bl-bl-orge-fourrage-fourrage-fourrage

,16, ,23,35, ,04,006, ,006

6 ,13

valuation de lefficacit des pratiques agricoles de rechange en utilisant lUSLE

Le taux drosion tolrable varie dans lensemble du Canada en fonction du type, de la profondeur ainsi quede la condition du sol et de lrosion antrieure.

! Pour dterminer quelles pratiques culturales et de gestion il faut utiliser pour maintenir lrosionannuelle au niveau de tolrance (T) recommand, remplacer T par A et remanier lquation pourquelle se lise ainsi :

En utilisant cette quation, les producteurs ou les planificateurs peuvent dterminer :

! la valeur maximale de C permettant de maintenir lrosion potentielle un niveau tolrable ou plusfaible.

En se rapportant au tableau de la valeur de C appropri pour une rgion particulire, on peut choisir unegamme de valeurs de C pour la gestion des cultures au-dessous du seuil de la valeur de C afin de rduirelrosion un niveau qui soit tolrable.

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En rgle gnrale, une pratique de soutien est plus efficace quand elle entrane le dpt des sdimentsrods en amont, proximit de leur source. Un dpt prs de lextrmit de la pente est moinsavantageux pour la planification de la conservation.

6.0 FACTEUR DES PRATIQUES DE SOUTIEN (P) L.J.P. van Vliet

6.1 But

! Le facteur P tient compte de lefficacit anti-rosive des pratiques de soutien! Le facteur P soutient le facteur de couverture vgtale et de gestion

Le facteur P reprsente les incidences des pratiques qui rduiront la quantit et le taux des eaux deruissellement en modifiant la configuration de lcoulement, linclinaison ou la direction du ruissellementde surface et, par consquent, rduit lintensit de lrosion.

Les pratiques de soutien courantes sont les suivantes :

! la culture en pente transversale! la culture suivant les courbes de niveau! la culture en bandes alternantes! lamnagement de terrasses

6.2 Variables affectant le facteur P

Les comparaisons entre les diverses pratiques de soutien, leur fonction et leur efficacit relative pour attnuerlrosion sont prsentes au tableau 6.1.


Des donnes canadiennes sur des tudes drosion sur le terrain sont prsentes dans la section sur lefacteur P (partie 2).

! Les donnes canadiennes ne sont pas suffisantes pour dterminer les valeurs de P pour la gamme desclimats, des sols, des systmes de gestion de cultures et des reliefs que lon trouve au Canada.

! Le nombre infime de donnes sur certaines pratiques telles que lamnagement de terrasses, estindicateur de lutilisation limite de ces pratiques lexception

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