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Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Low-cost sensor networks to quantify the dynamics of suspended sediment yields in peri-urban areas

Des réseaux de capteurs à faible coût pour quantifier la dynamique des apports de sédiments en suspension dans les zones périurbaines

Résumé

Suspended sediment is an important pollutant in peri-urban streams, yet its main sources and their spatial and temporal variability are not well understood in these complex landscapes. Field measurements are essential to identify and monitor sediment load from different sources at fine spatial scale, i.e., at many locations, but doing so is technically and financially challenging. The use of low-cost sensors, with open-source code, facilitates their cost-effective implementation in different locations simultaneously in a range of field conditions. This research aims to use a low-cost turbidity sensor (TST10) with an innovative design to be deployed in field telemetry stations for continuous monitoring, to estimate sediment loads in small streams in real time. Furthermore, mobile turbidity sensor units are being developed in order to make it possible to identify and quantify the contributions of various sources to the overall production of sediments during urbanization processes. Laboratory experiments with the low-cost turbidity sensor, in a controlled environment, showed promising results in estimating the turbidity values of water samples for turbidity between 0 and about 4000 FNU (Formazin Nephelometric Unit). Temperature-compensation and control of ambient light are important for accuracy and are addressed by measuring the water temperature simultaneou
Les sédiments en suspension représentent une source de pollution importante pour les cours d'eau périurbains. Toutefois, les principales sources de production de ces sédiments et la variabilité spatiotemporelle de leurs transferts dans le réseau hydrographique demeurent encore mal connues. Une métrologie de terrain adaptée est alors essentielle pour quantifier la contribution des différentes sources (urbaines ou non) aux flux de sédiments dans les cours d’eau. Cette quantification est cependant actuellement techniquement et financièrement difficilement généralisable. L'utilisation de capteurs à faible coût et open-source pourrait faciliter la mise en œuvre d’une observation de terrain avec une densité spatiale importante et à un prix abordable. Ce réseau de suivi donnerait alors la capacité de représenter la variabilité spatio-temporelle des flux de sédiments à l’échelle du bassin versant et à une résolution spatiale fine. Notre recherche vise donc à utiliser un capteur de turbidité à faible coût (modèle TST-10) dans le cadre de stations de surveillance (télé-relevées à un serveur central) pour une surveillance en continue des flux de sédiments dans les petits cours d'eau péri-urbains. De plus, des unités mobiles de capteurs de turbidité sont en cours de développement pour identifier et quantifier les contributions de diverses sources à la production globale de sédiments au cours des processus d'urbanisation. Des expériences en laboratoire avec ce capteur de turbidité ont montré des résultats prometteurs (pour une gamme de turbidité variant de 0-4000 FNU). La compensation de température et le contrôle de la lumière ambiante sont des étapes essentielles pour une bonne précision des mesures sur site. Ils sont assurés en mesurant la température de l'eau avec les mesures de turbidité et en effectuant les mesures de turbidité dans un boîtier totalement opaque.
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Dates et versions

hal-04184159 , version 1 (21-08-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04184159 , version 1

Citer

Paulo Victor Ribeiro Marquez da Silva, Kathryn L Russell, Tim D Fletcher, F Cherqui, O Navratil, et al.. Low-cost sensor networks to quantify the dynamics of suspended sediment yields in peri-urban areas. Novatech 2023 11e Conférence internationale sur l'eau dans la ville, Graie, Jul 2023, Lyon, France. ⟨hal-04184159⟩
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