DRAINAGE

Généralités.

Au nombre des traits caractéristiques remarquables de la surface de la plaine sont l'absence de lacs que détermine le caractère d'uniforme étagement des dépôts de drift et les grandes superficies marécageuses non égouttées. On rencontre de petits lacs ou mares en nombre restreint mais, dans la plupart des cas, les dépressions originaires de la surface du drift avaient tellement peu de profondeur qu'elles ont été comblées par le développement de la végétation. Les aires marécageuses mal égouttées résultent principalement des faibles rampes de la surface, de la nature presque imperméable du sous-sol et du développement d'un épais tapis de végétaux qui retient les eaux à la manière d'une éponge, de sorte que l'égouttement s'opère principalement par absorption dans le sol et, par suite, avec une extrême lenteur. Dans quelques cas les cordons littoraux et les barrages derrière lesquels il existait autrefois des lagunes font fonction de digues et s'opposent à l'égouttement naturel. Les aires de grande étendue ne sont pas affectées, pour ainsi dire, par l'érosion des cours d'eau, parce que d’une part le cycle de l'érosion en est aux phases du début, et parce que d'autre part le développement des eaux supérieures d'alimentation des cours d’eau € t étoufté par le tapis de la végétation et que la nappe aquifère est très voisine de la surface.

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Rainy River.

La Rainy, qui est le principal cours d'eau de la région, est une rivière remarquable en ce qu’elle s'adapte presque exactement à sa vallée et qu'elle n'offre qu'un faible nombre de méandres (planche I.) Sur une grande partie de son cours, ses berges ‘es deux côtés s'élèvent abruptement, presque à partir du bord de l'eau et, si ce n’est aux endroits où l'affouillement se poursuit activement, ces berges offrent généralement des rampes arrondies, douces et couvertes d'herbes. Dans la partie supérieure de son cours, les berges immédiates ont une hauteur de 25 à 35 pieds et cette hauteur est souvent atteinte à quelques yards du rivage. Plus haui que ce point, des rampes faiblement ébauchées en terraces montent encore quelque peu, mais, en mains endroits, la vallée dans laquelle coule la rivière n’a pas une largt ir supérieure au double ou au triple de celle de la rivière elle-même. Juoique la pente en soit très faible, ce cours d'eau offre quelques méandres et n’inonde que très peu la plaine, même dans sa partie inférieure. On rencontre souvent de longs prolongements en ligne droite et l'apparence de la rivière dans ces prolongements, donnant l'impression d'une grande tranchée ouverte à travers les dépôts de drift, est saisissante. La largeur moyenne de la rivière est d’environ 200 yards et sa profondeur, au milieu du chenal, à l'exception des rapides, varie de 10 à 20 pieds. Dans sa partie inférieure, près du lac des Bois, ses berges immédiates n'ont généralement qu'une hauteur de 10 à 20 pieds, mais elles sont la plupart rapidement minées par la base. Dans cette partie de la rivière, les terrasses correspondant aux stages des anciens niveaux du lac Agassiz sont mieux développées que dans la partie supérieure. À quelques-uns des détours les plus prononcés, une active érosion de la berge se poursuit sur l’extérieur des courbes et le dépôt s'effectue dans leur partie rentrante pour constituer de courts prolongements des fonds de vallée, qui quelquefois ont une largeur d’un quart de mille, mais qui n'offrent pas un développement de grande étendue.

Quoique la rivière ait une pente très faible, son volume lui donne un fort courant. En aval de la digue, à Fort Frances, où l’on peut dire en somme que la rivière commence, dès que le niveau de l’eau en amont de la digue n'est que de quelques dixièmes de pied inférieur à celui du Rainy Lake, il n'existe que deux obstructions, formant rapides, au cours de larivière. La première se présente à 35 milles en aval de Fort Frances, aux rapides Manitou, où un barrage du chenal de la rivière réduit celleci à la moitié environ de sa largeur normale. La chute n’est ici que d'un pied et demi environ, au niveau moyen de l'eau. Les rapides du Long Sault commencent à 7 milles plus loin en descendant la rivière. Hs sont principalement causés par les cailloux du fond et se prolongent sur une distance de près de 2 milies, en effectuant une chute totale de

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5} pieds. On a établi ce calcul par la détermination de l'altitude de la surface de la rivière, à des points en aval et en amont des rapides, en prenant comme point de départ les repères établis pour indiquer les niveaux précis relevés par le Service géologiques des États-Unis, et la différence constatée n'excède probablement pas un pied. On a calculé que l'altitude de la surface de l'eau, en amont de la digue de Fort Frances, telle que déterminée d'après les repères établis par ce Service, dans la ville d'International Falls, en face de Fort Frances, de l’autre côté de la rivière, était de 1077:5 pieds en juillet 1913, la rivière paraissant à un niveau raoyen. Au pont de chemin de fer près de la ville de Rainy River, à 70 milles ea aval de Fort Frances, on a vérifié que l'altitude de l'eau, telle que déterminée d'après un repère du Service géologique des États-Unis, au pont, est de 1062:5 pieds, ce qui donne à cette surface une pente moyenne de 2 pouces } par mille sur 70 milles. En ne tenant pas compte des deux rapides, ce chiffre doit être abaissé à 1 pouce À par mille. En aval de la ville de Rainy River on a constaté que la pente est encore plus faible: elle ne manque qu'un pouce par mille sur 12 milles. Malgré sa pente très faible, la rivière a un courant remarquablement fort. Dans sa partie supérieure, cette pente varie beaucoup iciet là. Lorsque les eaux des crues versées par les tributaires pénètrent dans la rivière en «ont des rapides Manitou, elles ne peuvent franchir librement ces rapides, et étant ainsi forcées de “reculer”, elles exhaussent de plusieurs pieds le niveau de la rivière, au pied de la digue de Fort Frances.

Les particularités qu'impose te situation à la Rainy sont bien démontrées par le cours qu'elle adopte. Elle a pris naissance sur la plaine qui forme partie du lit du lac Agassiz, immédiatement après le retrait des eaux de ce lac, et a servi de voie d'écoulement pour les eaux dont le lac a formé un bassin de réception. Après avoir franchi vers l'ouest une distance de 3 milles, à partir de Fort Frances, elle dévie brusquement vers le sud sur une égale distance de 3 milles, puis continue vers l'ouest et s'oriente plus bas vers le nord. Chacune de ses brusques déviations s'explique par le fait qu'elle a cherché les parties les plus basses de la surface originaire de la plaine. Elle s'est rapidement retranchée dans sa vallée et l'apparence remarquable en forme de canal, qu'elle offre sur une grande partie de son cours, semble devoir être attribuée principalement à la faible résistance des matériaux qu'il lui fallait excaver et au grand volume des eaux qui lui étaient fournies, circonstances qui ont grandement accru la prédominance de son travait d’affouillement du fond sur l'érosion latérale.

Il y a aussi des indications que la vallée de la Rainy a été, en partie du moins, creusée par l'érosion des cours d'eau, avant la formation du lac Agassiz, et qu'elle a été partiellement comblée par le dépôt des sédi-

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ments durar‘ istence de ce lac. Ces sédiments ont été dans une grande propo. «ou enlevés par le cours d'eau actuel, mais on a observé qu'ils constituent, en plusieurs endroits, des lambeaux des flancs de la vallée et qu'ils reposent par discordance sur les dépôts de drift sousjacents. Le cours d'eau, tel qu'il existe aujourd'hui, paraît avoir assez généralement suivi le lit de celui qui l’a précédé, mais on ijnore s'il ne s'en est pas quelquefois écarté.

Drainage d'ordre secondaire.

Les tributaires de la Rainy, qui lui arrivent du territoire du Minnesota, sont en général beaucoup plus considérables que ceux dont le parcours se fait exclusivement en terre canadienne. Parmi ces derniers, ies principaux sont les rivières La Vallée, Sturgeon et Pine. Les tributaires, dans leurs cours inférieurs, offrent beaucoup des traits caractéristiques d'ensemble de la Rainy. Leurs berges sont généralement hautes et escarpées et leurs chenaux, comparativement larges et profonds, plongent brusquement au-dessous du niveau général de la plaine. Ces particularités cependant ne caractérisent les tributaires que sur une faible distance et, dans leur cours moyen, ils apparaissent remarquablement tortueux; leurs berges s'abaissent rapidement, quoiqu'elles se maintiennent à une hauteur suffisante pour faire obstacle au débordement, à l'époque des crues. Dan: leurs cours supérieurs, où ils traversent fréquemment des aires marécageuses, les cours d’eau débordent souvent et quelquefois des levées naturelles se forment sur leurs berges. À leur entrée dans la Rainy, plusieurs des petits tributiires ont l'apparence de cours d’eau d'un développement considérable, possédant des chenaux larges et profonds, mais souvent leur longueur totale ne dépasse pas 1 ou 2 milles. On rencontre quelquefois des aires marécageuses privées de voie d'écoulement, dans un rayon d'un quart de mille de la rivière et à une hauteur de 40 pieds au-dessus de son niveau. Les tributaires affouillent facilement et profondément leurs chenaux dans les superficies où le niveau des eaux d'infiltration a été abaissé, par suite de la proximité du cours d’eau principal, mais suivant que le niveau de la nappe aquifère se rapproche de la surface du sol, la puissance d'érosion des cours d'eau diminue et la pousse d'une dense végétation vient faire obstacle au développement des eaux supérieures d'alimentation. Il en résulte qu'un très grand nombre des tributaires, tout en possédant à leurs embouchures un chenal large et profond, ont souvent une pente beaucoup plus raide dans leurs parties supérieures et ne fournissent qu’une faible course, ce qui explique la présence de superficies marécageuses de grande étendue, que l'érosion n’a virtuellement pas atteintes. Souvent les arêtes des roches forment des digues naturelles ou niveaux de base locaux sur les cours d'eau tributaires. La sinuosité bien marquée de plusieurs

des tributaires, contrastant avec la rectitude de la Rainy, peut être due à des digues locales, qui les a empêchés d'éroder leurs chenaux et au fait que le volume de leurs eaux était comparativement faible.

Dans la portion nord-est du district, les rivières Big Grassy et Little Grassy se déversent, vers l'ouest, dans le lac des Bois. Toutes deux, dans leurs cours inférieurs, sont caractérisées par des chenaux comparativement larges et profonds, presque constamment creusés dans des argiles lacustres de faible consistance. Pour ce qui regarde la rivière Little Grassy, le cours d'eau principal a une largeur de 200 à 300 pi-ds près de son embouchure, et 4 milles plus haut, il mesure encore de 100 .. 200 pieds en largeur et de 8 à 10 pieds en profondeur, au niveau actuel de l'eau. Il conserve Île niveau du lac des Bois, à partir de son embouchure, sur une distance de 5 milles, jusqu’au premier de ces points, où la roche solide affleure dans son lit. Au delà, il diminue rapidement en volume et se fait sensiblement tortueux, alors que, dans sa partie inférieure, il n'offre que peu de méandres comparativement. Les berges de cette partie inférisure sont généralement escarpées de chaque côté, pour gagner progressivement en hauteur en remontant le cours d'eau; elles n'excèdent le niveau de l'eau que de 2 à 3 pieds près de l'embouchure, mais atteignent de 15 à 20 pieds, à 4 ou 5 milles en amont. L'eau rem plit ordinairement la vallée presque entièrement, de berge à berge, et la vallée n'est en somme qu'une tranchée pratiquée dans la plaine. Il existe cependant, dans la vallée, un étroit chenal sinueux que borde une petite plaine alluviale de haut niveau, : énéralement s'ihmergée sous 2 ou 3 pieds d'eau, lorsque ce chenal est à son niveau moyen actuel. Cette particularité, suggérant l'idée d'une inondation et qui est commune à presque tous les grands cours d'eau pénétrant dans la partie sud du lac des Bois, résulte vraisemblablement des bas niveaux antérieurs du lac, car on sait que le lac a de temps à autre subi de grandes variations de niveau.

La rivière Big Grassy, qui se déverse dans le lac à environ 10 milles plu- loin, a beaucoup de cette physionomie générale, si ce n'est que les dépôts de drift, n'ayant pas été abandonnés avec la même profusio ou aussi uniment sur la superficie qu'elle parcourt, de petites expansions en forme de lacs, déterminées par le dépôt inégal du drift et non par une érosion postérieure, paraissent le long de son cours.

Dans la région la plus élevée de la superficie, près des eaux supérieures de quelques-uns des cours d'eau tributaires, le caractère général des vallées de cours d'eau offre un contraste frappant avec l'apparence de jeunesse qu'elles portent dans la plus grande partie de leur développement. Dans certains cas, comme en remontant vers la source de la rivière Pine, dans le township Mather, on constate que la vallée du cours d'eau est large et présente des flancs en pentes douces, alors que dans

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sa partie inférieure elle est étroite et montre des flancs escarpés, indiquant ainsi une frappante discordance topographique. Cetté situation parait résulter pour une part de l'érosion du cours d'eau durant l'existence du lac Agassiz, à l'époque où les eaux se maintenaient à un niveau légèrement inférieur au niveau général de la région des sources de ces cours d'eau, et pour une autre part à l'érosion du cours d'eau antérieure à l'exhaussement des eaux qui ont donné naissance au lac Agassiz. Lacs et marécages.

Les deux plus grands lacs du district sont le Rainy Lake et le lac des Bois qui, en un sens, peuvent être considérés comme des successeurs amoindris du lac Agassiz pro-glaciaire, dont le développement embrassait presque toute la région. Le lac Agassiz était cependant entouré par les glaces, dans sa partie septentrionale, tandis que ses successeurs sont partiellement ceinturés par la roche et, dans leur développement vers le sud-ouest, endigués par les dépôts de drift.

Le lac des Bois, situé sur la limite occidentale du district, a une longueur au maximum de près de 70 milles, dans une direction nord et sud, et une largeur au maximum d'environ 40 milles dans sa partie méridionale. Il est naturellement divisé, comme l'ont signalé des écrivains antérieurs, en deux parties distinctes: une partie septentrionale caractérisée par une côte rocheuse très irrégulière et dont la surface est profusément parsemée d'iles, et bornée par des rivages bas, sabloneux et marécageux offrant des contours gracieusement incurvés. Cette dernière partic, située au sud-ouest des îles Bigsby et Big est, sur sa plus grande étendue, peu profonde et représente la superficie inondée de la plaine recouverte par une grande épaisseur de drift. L'eau n’a souvent pas plus de 20 pieds en profondeur, à une distance de 1 mille 4 du rivage, et on remarque que, sur toute l'étendue de la partie méridionale du bassin, son maximum de profondeur n'excède pas 50 pieds. La plus grande profondeur constatée par le D' G.-M. Dawson, dans la partie septentrionale du lac, à la suite d'un grand nombre de sondages, se trouve dans la baie de Portage du Rat, près de la décharge du lac où la sonde a enregistré 84 pieds (9, page 204.) La plus grande profondeur de la partie méridionale se trouve à proximité de la frange septentrionale des îles, et les plus faibles contournent les rives sud et sud-ouest. Les terres situées en bordure de ces rives sont généralement basses et marécageuses; mais elles offrent parfois des aires plus élevées et des affleurements de roches cristallines. Vers le sud-ouest, à partir du lac, le sommet de la ligne de partage, qui sépare les eaux coulant vers l'ouest jusqu'à la Red River de celles qui se jettent dans le lac des Bois, est généralement composé de dépôts de drift, d’une nature marécageuse et, sur quelque distance, ne domine pas le lac de plus de 30 pieds. Il suit de là

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que les plaines boisées du district de la Raïiny et de la partie méridionale du lac des Bois forment avec celles du Minnesota septentrional et du sud-est de Manitoba un ensemble continu.

On a constaté, en juillet 1913, que l'altitude du lac des bois était de 1061 pieds, d'après les déterminations basées sur les repères établis à Warroad, Minn., par le Service géologique des États-Unis. Une ligne de niveau d'eau visible sur les roches dans des endroits abrités autour du lac, se trouve à une altitude de 1062:5 pieds. On dit qu'au cours des dix dernières années, le maximum de la variation de l'altitude du lac a été d'environ 5 pieds. Durant les années qui ont précédé, il est probable que les variations de niveau ont été encore plus grandes. Le D: Lawson a remarqué que le lac avait une ‘hausse et une baisse d’une portée de 10 pieds.” (10, page ce)

Avec sa surface parsemée d'îles et ses rives rocheuses déchiquetées, le lac à la Pluie ressemble à la partie septentrionale du lac des Bois. Sa plus grande longueur est de 50 milles environ et son contour est très irrégulier. Il embrasse une superficie totale de près de 350 milles carrés, dont près de 40 milles carrés sont occupés par des îles. À la suite d'un grand nombre de sondages, le D' Lawson a constaté que sa plus grande profondeur se trouve à un endroit situé à deux milles au sud des détroits Little Rocky, où il a atteint le fond à 110 pieds. Les données de 51 sondages ont indiqué une profondeur générale de 47 +4 pieds que le Dr Lawson croit se rapprocher probablement de la profondeur moyenne (11, page 16 F). Le lac occupe un bassin vraisemblablement en partie creusé dans le roc, mais aussi partiellement endigué par des dépôts de drift sur son bord sud-est, et il représente une partie inondée de la région du plateau rocheux soumis à l’action glaciaire. Son peu de profondeur et le grand nombre de ses iles, dont l'altitude moyenne au-dessus de l'ezu n'excède pas de beaucoup la profondeur moyenne de cette eau, reproduit bien le relief peu accentué, mais irrégulier, et la disposition en mamelons d'une grande partie de la surface de ce plateau rocheux.

Le calcul a donné au lac une altitude de 1110 pieds en juin 1913, alors que les eaux en étaient hautes. On remarque que la digue de la Rainy, à Fort Frances, qui régularise l'écoulement, augmente de 4 pieds la profondeur des eaux du lac. Les bas niveaux de ce lac, dans le passé, paraissent avoir été causés par la profondeur et la tendance aux débordements des chenaux des parties inférieures de quelques-uns des cours d'eau qui se déversent dans le lac, comme dans le cas du cours d'eau de l'extrémité méridionale de la baie Stanjikoming.

Le district a pour particularité bien marquée d'offrir des aires marécageuses et non égouttées de grande étendue (planche V.) À certains endroits de la surface, les marécages occupent les dépressions originaires peu profondes qui ne sont pas naturellement drainées. En d'autres

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endroits, des cordons littoraux qui se sont formés au cours de l'existence du lac Agassiz agissent en manière de digues et s'opposent à l'égouttement libre. L'état marécaçeux de la surface est aussi attribuable, en maintes localités, à la n<:.re &rée Jauce de cette surface, à l'imperméabilité presque complèt. ‘iu sous-soi, piu3 particulièrement du till calcifère, et au faible déve .ppement des va!ices des cours d'eau. Les marécages sont généralemei t bien boisés, imais les parties centrales en sont souvent dépourvues d'a sc. et “oncistent, dans la plupart des cas, en marais formés de boue végétale et de tourbe recouverts de mousse, auxquels on applique plus particulièrement le nom de “Muskeg.” Ces marais qui occupent une portion relativement faible des aires tremblotantes ou flottantes qui gardent leur humidité tout l'été, sauf par des saisons d’une exceptionnelle sécheresse. Les marais tremblotants représentent des portions de bassins de lacs peu profonds qui ont été partiellement ou entièrement envahis par la pousse graduelle de la végétation, gagnant des bords vers le milieu. Il existe encore des mares d'eau à découvert, variant en étendue de quelques acres à un demimille carré, que l’on peut observer dans toutes les phases de ce travail d'envahissement. L'épaisseur des matériaux de tourbière atteint quelquefois jusqu'à 20 pieds, mais leur épaisseur moyenne n'excède pas 3 ou 4 pieds sur une grande partie des aires marécageuses. L'humidité presque continuelle de plusieurs des marais fait obstacle à l’aération et à l'oxydation des accumulations végétales, d'où il suit que les matériaux ne sont, en forte proportion, que partiellement décomposés et participent de la nature de la tourbe. Près des bords des mares et le long des cours d'eau qui noient leurs berges, il s'introduit une quantité considérable de substances minérales et l'oxydation s'opère ainsi plus complètement, ce qui donne aux matériaux un caractère vaseux.