Les systèmes ouverts signifient que les entrées ne sont pas régies par les sorties et qu'il peut y avoir plus d'eau perdue que d'eau reçue.
L'eau est perdue par :
- L'évaporation et l'évapotranspiration vers l'atmosphère.
- Le ruissellement de surface vers la mer.
- Percolation dans les réserves d'eau souterraine.
Les bassins dedrainage sont également connus sous le nom de bassins versants, car ils recueillent les précipitations qui tombent dans le bassin versant.
Processus hydrologiques dans un bassin versant
Lorsqu'il y a des précipitations, l'eau peut suivre trois voies :
Atteindre la surface du sol puis s'infiltrer dans la couche arable.
S'écouler à la surface sous forme d'écoulement de surface, également connu sous le nom de ruissellement de surface.
S'évaporer dans l'atmosphère.
Toute voie empruntée par l'eau peut être retardée par :
L'interception par les plantes et les bâtiments.
La percolation de l'eau de surface à travers les roches sous-jacentes pour devenir de l'eau souterraine, stockée dans les aquifères.
Le ruissellement de surface peut s'écouler sur des surfaces imperméables et saturées jusqu'à ce qu'il atteigne finalement les canaux des rivières et devienne un écoulement.
Principaux processus hydrologiques dans un bassin versant
| Processus hydrologique | Définition | |
| Apports | Précipitations | L'humidité sous toutes ses formes. |
| Stockage | Interception | Stockage temporaire de l'eau avant qu'elle n'atteigne le sol. Il s'agit de l'eau captée par les plantes, les bâtiments et les surfaces dures. |
| Stockage par la végétation | L'humidité qui est absorbée par la végétation. | |
| Stockage en surface | Toute l'eau contenue dans les eaux de surface telles que les lacs, les étangs et les flaques d'eau. | |
| Humidité du sol | L'eau contenue dans le sol. | |
| Stockage d'eau souterraine | Eau retenue dans les roches (également appelée aquifère). | |
| Stockage dans les canaux | L'eau contenue dans les ruisseaux et les rivières. | |
| Flux et processus | Infiltration | Eau qui pénètre dans la couche arable. Fréquente lorsque les précipitations sont lentes ou régulières. |
| Écoulement | Eau qui s'infiltre latéralement dans le sol sous la surface mais au-dessus de la nappe phréatique. | |
| Percolation | L'écoulement vertical de l'eau entre les couches de sol et de roche. | |
| Écoulement de base | Eau qui se déplace lentement et qui s'écoule dans le chenal de la rivière. | |
| Écoulement dans le chenal | L'eau qui s'écoule dans le chenal de la rivière, également connue sous le nom de décharge et de ruissellement. | |
| Écoulement de surface | Écoulement à la surface lorsque le sol est gelé, saturé ou recouvert d'argile imperméable ou lors d'un orage intense. Également connu sous le nom d'écoulement de surface. | |
| Sorties | L'évaporation | L'eau se transforme en vapeur |
| Transpiration | Eau qui a été absorbée par les plantes et transpirée sur la surface des feuilles. | |
| Evapotranspiration | A la fois l'effet de l'évaporation et de la transpiration. | |
| Débit de la rivière | Volume d'eau passant en un certain point du canal pendant un certain temps. |
L'impact des facteurs du bassin versant sur les processus hydrologiques
Les facteurs liés au bassin versant, tels que la forme, le relief, la géologie, la végétation, le climat et l'utilisation des terres, déterminent ce qu'il advient des précipitations lorsqu'elles tombent. Les pentes plus raides favorisent un mouvement plus rapide et des temps de stockage plus courts par rapport aux pentes plus douces. Une couverture végétale plus importante augmentera l'interception et l'évapotranspiration et diminuera le ruissellement de surface.
La géologie du bassin est également importante. Certaines roches sont imperméables, empêchant l'infiltration et provoquant la saturation de la surface.
Les climats froids tels que les sommets enneigés peuvent retenir l'eau jusqu'à ce qu'elle dégèle, ce qui peut entraîner un retard dans l'écoulement. Les zones rurales permettent davantage de processus naturels que les zones urbaines. Les prairies ont des taux d'infiltration, de percolation, d'écoulement et d'évaporation plus élevés que les terres arables. Les zones urbaines sont imperméables et augmentent la rapidité du ruissellement de surface, de l'évaporation et de l'interception.
Apport de précipitations et processus hydrologiques
Lorsque l'air chaud s'élève et se refroidit pour se transformer en condensation, il en résulte des nuages qui finissent par former de la pluie et de la neige. Si l'on considère le Royaume-Uni comme une étude de cas, on peut observer trois types de précipitations différents à l'ouest et à l'est.
À l'ouest, il y a des bassins de drainage qui sont exposés aux masses d'air provenant de l'Atlantique . Ils sontparticulièrement exposés aux précipitationsorographiques et frontales. Il fait beaucoup plus sec à l'est, mais les mois d'été peuvent être marqués par de fortes pluies dues à l' instabilité de l'airconventionnel. Lorsque le sol se réchauffe, l'évaporation fait que l'air au-dessus se réchauffe et s'élève. Les fortes pluies des orages d'été peuvent entraîner des crues soudaines, car la surface sèche du sol se gorge rapidement d'eau, ce qui provoque un ruissellement rapide en surface.
Les impacts humains affectent-ils les processus hydrologiques ?
Les entrées, les sorties, les flux et les réserves d'eau d'un cycle hydrologique peuvent également être affectés par l'impact de l'homme.
Prélèvement excessif d'eau
On parle de prélèvement excessif lorsqu'une trop grande quantité d'eau est prélevée dans les réserves d'eau souterraine. Cela peut entraîner l'assèchement des rivières en période de faibles précipitations.
La déforestation
Les Tropiques ont un environnement naturel fragile avec une biodiversité complexe. Leurs forêts prospèrent sur des sols relativement minces. La suppression des arbres peut entraîner une réduction de l'interception. Les précipitations frappent directement le sol et le compactent, et le ruissellement des précipitations qui restent à la surface se déplace rapidement vers les rivières, provoquant des inondations.
L'urbanisation
Le caractère physique des zones urbaines peut affecter le cycle hydrologique local. Un exemple est l'augmentation des surfaces imperméables due aux zones construites, qui modifient l'écoulement naturel de l'eau.
Réservoirs
Les réservoirs construits par l'homme peuvent retarder l'écoulement dans le bassin hydrographique et augmenter les quantités perdues par évaporation.
Les impacts des réservoirs construits par l'homme comprennent :
- Les barrages réduisent le débit de la rivière en dessous d'eux, ce qui entraîne une perte de végétation.
- Les tapis de plantes flottantes à la surface du réservoir sous les Tropiques entraînent des taux d'évapotranspiration plus élevés qu'en eau libre.
- Les niveaux de salinité dans le réservoir peuvent augmenter à mesure que l'eau s'évapore.
- L'eau du réservoir prélève de l'eau dans le bassin de drainage.
Processus hydrologiques - Principaux enseignements
- Les cycles hydrologiques locaux ont des processus hydrologiques qui opèrent dans les zones drainées par les rivières et leurs affluents, connues sous le nom de bassins de drainage.
- L'eau suit trois voies : elle atteint la surface de la terre puis s'infiltre dans la couche arable, s'écoule de la surface sous forme de ruissellement et s'évapore dans l'atmosphère.
- Ces voies peuvent être retardées.
- Il existe des facteurs à l'échelle du bassin, tels que la forme, le relief, la géologie, la végétation, le climat et l'utilisation des terres de chaque bassin, qui déterminent ce qu'il advient des précipitations lorsqu'elles tombent.
- De nombreux facteurs affectent les processus hydrologiques dans les bassins versants, tels que la variété des précipitations et l'impact de l'homme.
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