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Le bassin versant de la rivière Saint-François, situé sur la rive sud (rive droite) du fleuve Saint-Laurent (Québec, Canada), couvre une superficie d’environ 10 000 km2. Dans le but de déceler les facteurs climatiques qui influencent les précipitations dans ce bassin versant, nous avons analysé la succession des périodes pluviométriques sèches et humides par la technique des moyennes glissantes sur cinq ans, d’une part, et la relation entre quatre indices climatiques (oscillation arctique, oscillation australe, oscillation nord-atlantique et la température des eaux océaniques de surface) et ces périodes pluviométriques au moyen de l’analyse des corrélations canoniques, d’autre part. Nous avons analysé les données pluviométriques mesurées à trois stations représentatives des régimes pluviométriques du bassin versant : Sherbrooke, Disraeli et Drummondville. Ces données couvrent une période de 76 ans (1914-1990).En ce qui concerne la variabilité interannuelle des précipitations, nous avons détecté deux types de changement. Le premier type de changement, survenu autour de 1950, concerne la répartition des précipitations à l’échelle du bassin versant (changement spatial). Avant 1950, la succession des périodes sèches et humides des précipitations n’était pas synchrone (opposition des périodes) mais elle l’est devenue après 1950. Le second type de changement a été observé autour des années 1935 et 1970. Il correspond à un changement des totaux pluviométriques au niveau des stations (changement quantitatif). Avant et après 1935 et 1970, on passe ainsi des périodes sèches aux périodes humides ou vice versa selon les stations. En tenant compte de ces trois dates, nous avons observé la succession des périodes sèches et humides suivantes : 1) Avant 1950, entre 1914 et 1935, nous avons observé une période sèche aux stations de Disraeli et de Sherbrooke mais une période humide à la station de Drummondville. Entre 1936-1950, ces périodes se sont inversées : humide à Disraeli et Sherbrooke mais sèche à Drummondville; 2) Après 1950, entre 1951 et 1970, les précipitations étaient déficitaires aux trois stations. En revanche, elles sont devenues excédentaires après 1970.L’analyse des corrélations canoniques entre les précipitations et les indices climatiques a révélé les faits significatifs suivants : 1) Avant et après 1950, les précipitations sont positivement corrélées à l’oscillation arctique (OA), mais cette corrélation est plus faible après qu’avant 1950. Ainsi, l’augmentation des valeurs de OA entraînerait une hausse de fréquence des masses d’air en provenant du sud dans le bassin versant; 2) Lorsqu’on considère les périodes sèches et humides, OA est toujours positivement corrélée aux périodes sèches à la station de Sherbrooke., The Saint-François River watershed, located on the south shore of the St. Lawrence River (Québec, Canada), covers an area of about 10,000 km2. To detect the climatic factors that influence precipitation in this watershed, we analyzed the succession of dry and wet pluviometric periods by a method of simple moving averages computed over five years. In addition, the relationship between four climatic indices (Arctic Oscillation, Southern Oscillation, North Atlantic Oscillation and Sea Surface Temperature) and these pluviometric periods was analyzed by means of canonical correlation analysis. We analyzed the pluviometric data measured over a 76-year period (1914-1990) at three stations representative of the watershed’s pluviometric regimes: Sherbrooke, Disraeli and Drummondville.Two types of change in the inter-annual variability of precipitation were detected. The first type of change, occuring circa 1950, concernend the distribution of precipitation throughout the watershed, i.e. spatial change. Before 1950, the succession of dry and wet precipitation periods was asynchronous (opposition of periods), but became synchronous after 1950. The second type of change, corresponding to a change in the pluviometric totals at the stations, i.e. quantitative change, was observed circa 1935 and 1970. There was, therefore, a shift from dry to wet periods or vice versa, prior to and following 1935 and 1970, depending on the station. By accounting for these three dates, we observed the succession of the following dry periods and wet periods. First, before 1950 and between 1914 and 1935, we observed a dry period at the Disraeli and Sherbrooke stations and a wet period at the Drummondville station. Between 1936 and 1950, these periods were reversed: wet periods at Disraeli and Sherbrooke but a dry period at Drummondville. Second, after 1950 and between 1951 and 1970, there was a precipitation deficit at all three stations, which, however, moved into a surplus phase after 1970.The canonical correlation analysis of precipitation levels and the climate indices revealed the following significant facts: 1) prior to and following 1950, precipitation was positively correlated to the Arctic Oscillation (AO) indices, but this correlation was weaker after 1950 than before; and 2) with respect to the wet and dry periods, the AO index is still positively correlated with the dry periods at the Sherbrooke station.

Nous avons comparé les impacts des barrages sur les caractéristiques (volume d’écoulement-fréquence, variabilité interannuelle et forme de courbe de distribution) des débits moyens annuels dans les trois régimes régularisés observés (inversion, homogénéisation et type naturel) au Québec. Nous avons appliqué la méthode de proportionnalité qui consiste à comparer les caractéristiques des débits des rivières naturelles et celles des rivières régularisées en fonction de la taille des bassins versants. En ce qui concerne le volume d’écoulement-fréquence et sa variabilité interannuelle, le changement a été observé seulement en régime d’inversion. Il se traduit par une baisse des débits moyens annuels durant les années hydrologiques sèches et une variabilité interannuelle relativement forte par rapport aux rivières naturelles. Ces changements sont attribués principalement au mode de gestion des réservoirs car on lâche moins d’eau durant ces années hydrologiques sèches. Enfin, les changements des coefficients d’asymétrie et d’aplatissement ont été observés surtout en régime d’homogénéisation. Cette étude démontre que les barrages peuvent modifier toutes les caractéristiques des débits moyens annuels contrairement à l’opinion couramment admise., We compared the impacts of dams on the characteristics (magnitude-frequency, inter-annual variability and distribution curve shape) of the mean annual flows in three regulated flow regimes (inversion, homogenization and natural type) in Québec. We applied the “proportionality method”, which consists of comparing the flow characteristics of natural rivers to regulated rivers according to watershed size. A change in the flow-frequency volume and its inter-annual variability was observed only in the inversion flow regime. This result translates into a decrease in average annual flows during dry hydrological years and a relatively high inter-annual variability relative to natural rivers. These changes are mainly ascribed to the reservoir management mode because less water is released during dry hydrological years. Finally, the changes of the coefficients of asymmetry and skewness are particularly observed in homogenization flow regime. This study shows that, contrary to the commonly accepted opinion, dams can alter all the characteristics of annual average flows.

Malgré la présence de nombreux barrages au Québec, peu d'études ont été consacrées à l'analyse des impacts de ces ouvrages sur les régimes hydrologiques des cours d'eau. La présente note a pour but d'analyser les impacts d'un barrage sur le régime hydrologique de la rivière Matawin en comparant le régime hydrologique de la rivière en amont (1390 km2) et en aval (4070 km2) du barrage pendant une période de 60 ans (1930-1990) et sur trois échelles temporelles distinctes. A l'échelle interannuelle, l'influence du barrage se manifeste par une persistance plus marquée des effets des épisodes humides ou secs ainsi qu'une hausse ou une baisse des débits moyens annuels respectivement durant ces périodes. Mais cette succession et cette persistance n'ont pas affecté significativement la stationnarité de la série hydrologique. Aux échelles mensuelles et saisonnière, l'influence du barrage se manifeste par une inversion du régime hydrologique caractérisée par une hausse des débits hivernaux et une baisse des débits printaniers. Cette influence se traduit aussi par une baisse significative du débit maximum mensuel mais une hausse du débit minimum mensuel. Il en résulte une diminution du coefficient d'immodération. A l'échelle journalière, le barrage modifie la période d'occurrence des débits extrêmes minimums et maximums. Il provoque la diminution significative des débits extrêmes minimums et maximums. Mais l'écrêtement des crues est modéré pour les débits de récurrence=10 ans. L'impact le plus significatif du barrage de Matawin est sans nul doute l'inversion du régime hydrologique dont les conséquences morphologiques et biologiques ne sont pas encore documentées dans la littérature scientifique canadienne. Cette inversion résulte du faible écoulement hivernal et d'une forte production de l'énergie électrique pendant la saison froide., Few studies have characterized the effect of dams on the hydrologic regime of rivers in Quebec. This is rather strange given the large number of hydroelectric dams that have been constructed in the province. To shed some light on the environmental impact of these dams, this paper aims at describing and quantifying the effect of the Matawin River dam on the hydrologic regime of the river on an annual, seasonal and daily basis. The Matawin River is located north of the St-Lawrence River and is a tributary of the St-Maurice River. The Matawin dam was built in 1929 by Shawinigan Water and Power Co. mainly to supply the Gabelle hydroelectric dam on the Saint-Maurice River. The dam is 26 m high and the storage capacity of the reservoir is 348,000,000 m3 when full. The catchment area of the dam is 4070 km2.To assess the effect of the dam, we used various statistical methods to compare discharge time series over 60 years as measured at two gauging stations on the river. One of the stations is located upstream whereas the other one is located downstream from the Matawin dam. The upstream drainage basin covers an area of 1390 km2. No major tributaries are found between the two gauging stations, thus allowing us to ascertain the effect of the Matawin dam on the natural hydrologic regime of the river at different time scales.On the annual scale, no difference in the mean annual discharge is observed upstream and downstream from the dam. The specific discharges upstream and downstream from the river's dam are respectively 17.2 and 17.1 l/s/km2. This is to be expected because the reservoir is used neither for irrigation nor for derivation. However, analysis of the interannual variability of mean annual discharges, using the Hanning low pass filter, reveals that wet and dry periods are far more persistent downstream than upstream from the dam. This persistence can be seen to occur within the two dry periods of 1930-1960 and of 1980-1990 and during the wet period from 1965 to 1980. This persistence does not affect the stationarity of the discharge time series downstream from the dam as no significant changes are detected from Mann-Kendall and Pettitt statistical tests.On the monthly and seasonal scale, the comparison of the time of occurrence of maximum and minimum discharges shows a strong inversion within the hydrologic regime. Upstream from the dam, the maximum and minimum discharges are measured respectively during the spring and the winter. Downstream from the dam, the regime is inverted, with the maximum and minimum discharges being measured in winter and spring respectively. This inversion is closely associated with the production of hydroelectricity during the cold winter season when large amounts of water are released from the reservoir. Furthermore, is worth noticing that the monthly and seasonal coefficients of maximum discharge are lowered downstream from the dam whereas those for the minimum discharge remain similar.On a daily basis, the comparison of dates of occurrence for the lowest annual discharge downstream and upstream from the dam shows these are found at different times of the year. Upstream from the dam, most of the minimum daily discharges are measured in August and September whereas downstream from the dam, they largely occur during April. On the other hand, the maximum daily discharges are recorded almost exclusively in April and May upstream from the dam but can occur throughout the year downstream from it, with a marginally larger number in January.These results are relevant for the assessment of the environmental impacts of dams on rivers in the province of Quebec. For example, the inversion of maximum and minimum discharges is likely to have an important impact on the winter habitat characteristics by increasing the area of suitable habitat, but also by increasing the likelihood of sediment being transported during periods where usually only sporadic transport events occur. In the future, it would be crucial to understand the exact effect of the inversion on the morphological and biological components of the river dynamics.