Bilans hydriques

Pour calculer le bilan hydrique, il existe une équation :

Précipitations (P) = débit (Q) + évapotranspiration (E)

Décomposons cette équation :

L'équation comporte des entrées d'un côté (à gauche) et des sorties de l'autre (à droite). Par conséquent, si les précipitations sont supérieures au débit, à l'évapotranspiration et aux variations de stockage, alors il y a un excédent d'eau. De même, si les sorties sont supérieures aux entrées, alors il y a un déficit hydrique. La référence au stockage de l'eau est importante car elle permet de s'assurer que le budget de l'eau tient compte de toute l'eau présente dans le système. Par exemple, l'humidité du sol compte comme un mécanisme de stockage de l'eau. Si l'équation n'en tenait pas compte, elle ne représenterait pas correctement la quantité d'eau dans le système.

L'une des façons d'afficher le budget de l'eau est d'utiliser un graphique du budget de l'eau :

Un graphique montrant le budget de l'eau, Hannah Leighton-Jones, StudySmarter Originals

Cet exemple illustre comment la relation entre l'évapotranspiration et les précipitations affecte le budget hydrique. Lorsqu'il y a un excédent d'eau, les réserves d'eau peuvent être rechargées. À l'inverse, en cas de déficit hydrique, l'eau des réserves est épuisée. En repensant à l'équation du bilan hydrique, il est clair qu'il s'agit d'un phénomène très dynamique.

Nous avons brièvement évoqué le fait que le cycle hydrologique contribue énormément aux changements du bilan hydrique. Cependant, d'autres facteurs, plus indirects, entrent également en jeu. Examinons plus en détail les principaux facteurs qui influencent le budget de l'eau :

Naturellement, si les entrées et les sorties d'eau (par le biais des précipitations, de l'évaporation, etc.) changent, le budget de l'eau change également. Cela peut se produire pour un certain nombre de raisons, notamment le réchauffement/refroidissement de la planète et les événements météorologiques extrêmes. Cependant, il existe également des facteurs qui affectent le budget de l'eau de manière plus indirecte. Par exemple, si le sol est plus poreux, il peut absorber et stocker plus d'eau. Cela signifie qu'une plus grande quantité d'eau est conservée plus longtemps dans le système. Ainsi, la surface du sol peut modifier de manière significative le bilan hydrique. Les humains construisent souvent des surfaces terrestres non perméables, ce qui augmentera le ruissellement de surface et permettra à l'eau de passer vers et à travers les canaux des rivières plus rapidement. De la même façon, si les réserves d'eau souterraine sont plus importantes, moins d'eau quitte le système, car elle est conservée en plus grande quantité. La présence ou l'absence de végétation est un autre facteur clé de contrôle de l'eau dans le système. La végétation joue un rôle dans le cycle hydrologique en interceptant les précipitations et en absorbant l'eau, par exemple.

L'activité humaine peut également affecter les résultats du système. La demande en eau augmente au fur et à mesure que la population s'accroît. Cela signifie que l'on compte souvent sur les réserves d'eau souterraine pour répondre à la demande. Cela montre comment l'équation du budget de l'eau peut potentiellement ne pas tenir compte des façons cruciales dont le budget de l'eau est influencé.

Le budget hydrique d'un bassin de drainage peut nous en apprendre beaucoup sur le système. C'est aussi quelque chose qui peut avoir de graves répercussions sur la population et qu'il est donc important de calculer. Prenons l'exemple du Royaume-Uni. Généralement, des températures plus élevées en été coïncident avec des niveaux d'évapotranspiration plus importants. De même, des températures plus basses en hiver sont associées à une évapotranspiration plus faible. Par conséquent, le diagramme du bilan hydrique d'un bassin hydrographique au Royaume-Uni ressemble généralement à l'image précédente. À savoir, pendant l'été, il y a souvent un déficit d'eau et pendant l'hiver, un excédent d'eau. Cela signifie que les réserves d'eau ont la possibilité de se recharger pendant les mois d'hiver après avoir été épuisées. Bien qu'il y ait un schéma typique pour les budgets de l'eau au Royaume-Uni, il peut y avoir des événements qui le perturbent. Par exemple, les phénomènes météorologiques extrêmes (tempêtes ou vagues de chaleur) peuvent modifier le débit des rivières pendant une courte période. Comme les événements météorologiques extrêmes devraient être plus fréquents en raison du changement climatique, leur influence sur le budget de l'eau risque également d'augmenter.

Les bassins hydrographiques individuels ne sont pas les seuls à disposer d'un budget de l'eau. Le budget global de l'eau applique les principes de l'équation du budget de l'eau à toute l'eau impliquée dans le cycle de l'eau dans le monde entier. Au lieu de se déplacer dans un seul système, le bilan hydrique mondial examine comment l'eau se déplace dans les différents sous-systèmes de la Terre (atmosphère, biosphère, cryosphère, hydrosphère et lithosphère). En effet, le cycle de l'eau dans son ensemble est un système fermé, et il n'y a donc pas d'entrées ni de sorties. Les flux entre les sous-systèmes de la Terre se produisent de différentes manières, notamment :

Beaucoup de ces processus sont très sensibles à l'influence du changement climatique. Par conséquent, le bilan hydrique mondial est appelé à subir des modifications considérables à mesure que nous continuons à contribuer au changement climatique. Par exemple, si le réchauffement climatique continue à réchauffer la Terre et à faire fondre la glace, la cryosphère perdra d'importantes quantités d'eau. Par conséquent, le budget de l'eau se déplacera.