Ruissellement: Ruissellement des Eaux de Surface et Terrestres
Quand la pluie tombe sur la terre, elle ne reste tout simplement pas là, elle se met à bouger selon les lois de la gravité. Une partie des précipitations s’infiltre dans le sol pour reconstituer les eaux souterraines de la Terre. La majeure partie s’écoule en descente sous forme de ruissellement. Le ruissellement est extrêmement important car non seulement il maintient les rivières et les lacs pleins d’eau, mais il modifie également le paysage par l’action de l’érosion. L’eau qui coule a un pouvoir énorme — elle peut déplacer des rochers et sculpter des canyons; découvrez le Grand Canyon!
Le ruissellement se produit bien sûr pendant les tempêtes, et beaucoup plus d’eau coule dans les rivières (et sous forme de ruissellement) pendant les tempêtes. Par exemple, en 2001, lors d’une tempête majeure à Peachtree Creek à Atlanta, en Géorgie, la quantité d’eau qui s’écoulait dans la rivière en une journée représentait 7% de tout le débit de l’année.
Quelques définitions du ruissellement :
1. La partie des précipitations, de la fonte des neiges ou de l’eau d’irrigation qui apparaît dans les ruisseaux de surface, les rivières, les drains ou les égouts non contrôlés (non réglementés par un barrage en amont). Le ruissellement peut être classé en fonction de la vitesse d’apparition après la pluie ou la fonte des neiges comme ruissellement direct ou ruissellement de base, et selon la source comme ruissellement de surface, écoulement interfluant de tempête ou ruissellement des eaux souterraines.
2. La somme des rejets totaux décrits en (1), ci-dessus, pendant une période de temps déterminée.
3. La profondeur à laquelle un bassin versant (zone de drainage) serait couvert si tout le ruissellement pendant une période donnée y était uniformément réparti.
Facteurs météorologiques influant sur le ruissellement:
- Type de précipitations (pluie, neige, grésil, etc.)
- Intensité des précipitations
- Quantité des précipitations
- Durée des précipitations
- Répartition des précipitations sur les bassins versants
- Direction du mouvement de la tempête
- Précipitations antérieures et humidité du sol qui en résulte
- Autres conditions météorologiques et climatiques qui affectent l’évapotranspiration, telles que comme la température, le vent, l’humidité relative et la saison.
Caractéristiques physiques affectant le ruissellement:
- Utilisation des terres
- Végétation
- Type de sol
- Zone de drainage
- Forme du bassin
- Altitude
- Pente
- Topographie
- Direction d’orientation
- Schémas du réseau de drainage
- Étangs, lacs, réservoirs, puits, etc. dans le bassin, qui empêchent ou altèrent le ruissellement de continuer en aval
Ruissellement et qualité de l’eau
Une partie importante des précipitations dans les bassins versants boisés est absorbée dans les sols (infiltration), est stockée sous forme d’eau souterraine et est lentement rejetée dans les cours d’eau par les suintements et les sources. Les inondations sont moins importantes dans ces conditions plus naturelles parce qu’une partie du ruissellement pendant une tempête est absorbée dans le sol, réduisant ainsi la quantité de ruissellement dans un cours d’eau pendant la tempête.
À mesure que les bassins versants sont urbanisés, une grande partie de la végétation est remplacée par des surfaces imperméables, réduisant ainsi la zone où l’infiltration dans les eaux souterraines peut se produire. Ainsi, il y a plus de ruissellement des eaux pluviales — des eaux de ruissellement qui doivent être collectées par de vastes systèmes de drainage qui combinent des bordures, des égouts pluviaux (comme le montre cette image) et des fossés pour transporter les eaux pluviales directement dans les cours d’eau. Plus simplement, dans un bassin hydrographique développé, beaucoup plus d’eau arrive dans un cours d’eau beaucoup plus rapidement, ce qui augmente la probabilité d’inondations plus fréquentes et plus graves.
Crédit: Robert Lawton
Une prise d’égout pluvial comme celle de cette photo est un site commun dans presque toutes les rues. Les eaux de ruissellement pluviales, et parfois les jouets de petits enfants laissés sous la pluie, sont collectés par ces drains et l’eau est acheminée par le trottoir de la rue ou le fossé de drainage le long de la rue jusqu’au drain d’égout pluvial vers des tuyaux qui aident à déplacer les eaux de ruissellement vers les ruisseaux et les ruisseaux voisins. ; les égouts pluviaux aident à prévenir les inondations dans les rues du quartier.
Les fossés de drainage pour acheminer les eaux pluviales vers les étangs de stockage sont souvent construits pour retenir les eaux de ruissellement et recueillir les sédiments en excès afin de les garder hors des cours d’eau.
Le ruissellement des terres agricoles (et même de nos propres cours) peut transporter des nutriments en excès, tels que l’azote et le phosphore dans les cours d’eau, les lacs et les réserves d’eau souterraine. Ces nutriments en excès ont le potentiel de dégrader la qualité de l’eau.
Pourquoi le ruissellement des eaux pluviales pourrait-il poser problème?
Lorsqu’elles s’écoulent à la surface du sol, les eaux pluviales captent des polluants potentiels pouvant inclure des sédiments, des nutriments (provenant des engrais pour pelouse), des bactéries (provenant des déchets animaux et humains), des pesticides (provenant des produits chimiques pour pelouse et jardin), des métaux (provenant des toits et des routes) et des sous-produits pétroliers (provenant des véhicules qui fuient). La pollution provenant d’une grande surface terrestre sans point d’origine unique et généralement véhiculée par les eaux pluviales est considérée comme une pollution non ponctuelle. En revanche, les sources ponctuelles de pollution proviennent d’un point unique, tel qu’un tuyau d’évacuation municipal ou industriel. Les eaux de ruissellement polluées peuvent être nocives pour les plantes, les animaux et les personnes.
Le ruissellement peut transporter beaucoup de sédiments
Lorsque les tempêtes frappent et que les cours d’eau augmentent, les sédiments déplacés dans la rivière par le ruissellement peuvent finir par être vus à des centaines de kilomètres par les satellites. Les images de droite montrent les conséquences de l’ouragan Irene en Floride en octobre 1999. Les rivières remplies de sédiments déversent d’énormes quantités de sédiments en suspension dans l’océan Atlantique. Les sédiments déversés dans les océans ont un effet sur l’écologie des océans, tant dans le bon sens que dans le mauvais sens. Et c’est l’une des façons dont les océans sont devenus ce qu’ils sont: salés.
Crédit: NASA Terre Visible
Crédit : NASA Terre visible