Ruissellement de surface

Le ruissellement de surface (également connu sous le nom d’ écoulement de surface ) est le flux d’ eau se produisant à la surface du sol lorsque l’excès d’ eau de pluie , d’ orage , d’eau de fonte ou d’autres sources, ne peut plus s’infiltrer suffisamment rapidement dans le sol . Cela peut se produire lorsque le sol est saturé d’eau à sa pleine capacité et que la pluie arrive plus rapidement que le sol ne peut l’absorber . Le ruissellement de surface se produit souvent parce que les zones imperméables (telles que les toits et la chaussée) ne laissez pas l’eau pénétrer dans le sol. De plus, le ruissellement peut se produire par des processus naturels ou artificiels. ^[1] Le ruissellement de surface est une composante majeure du cycle de l’eau . C’est le principal agent d’ érosion des sols par l’eau . ^{[2] [3]} La zone terrestre produisant le ruissellement qui s’écoule vers un point commun s’appelle un bassin versant .

Les eaux de ruissellement s’écoulent dans un collecteur d’ eaux pluviales

Le ruissellement qui se produit à la surface du sol avant d’atteindre un canal peut être une source non ponctuelle de pollution , car il peut transporter des contaminants d’origine humaine ou des formes naturelles de pollution (comme les feuilles pourries). Les contaminants artificiels dans les eaux de ruissellement comprennent le pétrole , les pesticides , les engrais et autres. ^[4]

En plus de provoquer l’érosion et la pollution de l’eau, le ruissellement de surface dans les zones urbaines est une cause principale d’ inondations urbaines , qui peuvent entraîner des dommages matériels, de l’humidité et de la moisissure dans les sous- sols , et des inondations dans les rues.

Génération

Ruissellement de surface d’une colline après saturation du sol

Le ruissellement de surface est défini comme les Précipitations (pluie, neige, grésil ou grêle ^[5] ) qui atteignent un cours d’eau de surface sans jamais passer sous la surface du sol. ^[6] Il est distinct du ruissellement direct , qui est le ruissellement qui atteint les cours d’eau de surface immédiatement après les Précipitations ou la fonte des neiges et exclut le ruissellement généré par la fonte du manteau neigeux ou des glaciers. ^[7]

La fonte des neiges et des glaciers ne se produit que dans les zones suffisamment froides pour qu’elles se forment de façon permanente. En règle générale , la fonte des neiges culminera au printemps ^[8] et la fonte des glaciers en été, ^[9] entraînant des maxima de débit prononcés dans les rivières qui en sont affectées. ^[10] Le facteur déterminant du taux de fonte des neiges ou des glaciers est à la fois la température de l’air et la durée d’ensoleillement. ^[11] Dans les régions de haute montagne, les cours d’eau montent fréquemment les jours ensoleillés et tombent les jours nuageux pour cette raison.

Dans les régions où il n’y a pas de neige, le ruissellement proviendra des Précipitations. Cependant, toutes les Précipitations ne produiront pas de ruissellement car le stockage dans les sols peut absorber de légères averses. Sur les sols extrêmement anciens d’ Australie et d’ Afrique australe , ^[12] les racines protéoïdes avec leurs réseaux extrêmement denses de poils absorbants peuvent absorber autant d’eau de pluie qu’elles empêchent le ruissellement même avec des quantités substantielles de Précipitations. Dans ces régions, même sur des sols argileux fissurés moins stériles , de fortes Précipitations et une évaporation potentielle sont nécessaires pour générer un ruissellement de surface, ce qui conduit à des adaptations spécialisées à des cours d’eau extrêmement variables (généralement éphémères).

Infiltration excès de ruissellement

1:01 Gestion des eaux pluviales par les arbres (animation)

Cela se produit lorsque le taux de Précipitations sur une surface dépasse le taux auquel l’eau peut s’infiltrer dans le sol et que tout réservoir de dépression a déjà été rempli. Ceci est également appelé écoulement de surface hortonien (d’après Robert E. Horton ), ^[13] ou écoulement de surface non saturé. ^[14] Cela se produit plus fréquemment dans les régions arides et semi-arides , où les intensités de Précipitations sont élevées et la Capacité d’infiltration du sol est réduite en raison de l’imperméabilisation de la surface , ou dans les zones urbaines où les trottoirs empêchent l’eau de s’infiltrer. ^[15]

Excès de ruissellement à saturation

Lorsque le sol est saturé et que le stockage de la dépression est rempli, et que la pluie continue de tomber, la pluie produira immédiatement un ruissellement de surface. Le niveau d’humidité antérieure du sol est un facteur affectant le temps jusqu’à ce que le sol devienne saturé. Ce ruissellement est appelé écoulement de surface en excès de saturation, ^[15] écoulement de surface saturé, ^[16] ou ruissellement de Dunne. ^[17]

Humidité antérieure du sol

Le sol conserve un certain degré d’humidité après une pluie . Cette humidité résiduelle de l’eau affecte la Capacité d’infiltration du sol . Lors du prochain épisode pluvieux, la Capacité d’infiltration entraînera une saturation différente du sol. Plus le niveau d’humidité du sol antécédent est élevé, plus le sol se sature rapidement. Une fois le sol saturé, le ruissellement se produit. Par conséquent, le ruissellement de surface est un facteur important dans le contrôle de l’humidité du sol après des tempêtes de moyenne et de faible intensité. ^[18]

Flux de retour souterrain

Une fois que l’eau s’est infiltrée dans le sol sur une partie en amont d’une colline, l’eau peut s’écouler latéralement à travers le sol et s’exfiltrer (s’écouler hors du sol) plus près d’un canal. C’est ce qu’on appelle le flux de retour souterrain ou le flux traversant .

Au fur et à mesure de son écoulement, la quantité de ruissellement peut être réduite de plusieurs manières possibles : une petite partie peut s’évapotranspirer ; l’eau peut être stockée temporairement dans des dépressions microtopographiques ; et une partie de celui-ci peut s’infiltrer lorsqu’il coule sur terre. Toute eau de surface restante finit par s’écouler dans un plan d’eau récepteur tel qu’une rivière , un lac , un estuaire ou un océan . ^[19]

Influence humaine

Le lavage des Précipitations contamine les cours d’eau locaux Ruissellement des eaux de surface urbaines

L’urbanisation augmente le ruissellement de surface en créant des surfaces plus imperméables telles que la chaussée et les bâtiments qui ne permettent pas la percolation de l’eau à travers le sol jusqu’à l’ aquifère . Il est plutôt forcé directement dans les cours d’eau ou les Égouts pluviaux , où l’érosion et l’envasement peuvent être des problèmes majeurs, même lorsque les inondations ne le sont pas. L’augmentation du ruissellement réduit la recharge des eaux souterraines , abaissant ainsi la nappe phréatique et aggravant les sécheresses , en particulier pour les agriculteurs et les autres personnes qui dépendent des Puits d’eau .

Lorsque les contaminants anthropiques sont dissous ou en suspension dans les eaux de ruissellement, l’impact humain est élargi pour créer une pollution de l’eau . Cette charge polluante peut atteindre diverses eaux réceptrices telles que les ruisseaux, les rivières, les lacs, les estuaires et les océans, entraînant des modifications chimiques de l’eau dans ces systèmes aquatiques et leurs écosystèmes connexes.

Alors que les humains continuent de modifier le climat en ajoutant des Gaz à effet de serre dans l’atmosphère, les modèles de Précipitations devraient changer à mesure que la capacité atmosphérique de vapeur d’eau augmente. Cela aura des conséquences directes sur les quantités de ruissellement. ^[20]

Ruissellement urbain

Cette section est un extrait de Ruissellement urbain . [ modifier ] Ruissellement urbain s’écoulant dans un égout pluvial

Le ruissellement urbain est le ruissellement de surface des eaux de pluie, l’irrigation du paysage et le lavage des voitures ^[21] créé par l’urbanisation . Les Surfaces imperméables ( routes , stationnements et trottoirs ) sont construites lors de l’aménagement du territoire . Pendant la pluie , les tempêtes et autres Précipitations , ces surfaces (construites à partir de matériaux tels que l’ asphalte et le béton ), ainsi que les toits , transportent les eaux pluviales polluées vers les Égouts pluviaux , au lieu de laisser l’eau s’infiltrer .à travers le sol . ^[22] Cela provoque un abaissement de la nappe phréatique (parce que la recharge des eaux souterraines est moindre) et des inondations puisque la quantité d’eau qui reste en surface est plus importante. ^{[23] [24]} La plupart des systèmes d’Égouts pluviaux municipaux évacuent les eaux pluviales, non traitées, vers les ruisseaux , les rivières et les baies . Cet excès d’eau peut également pénétrer dans les propriétés des personnes par les refoulements de sous-sol et les infiltrations à travers les murs et les sols des bâtiments.

Le ruissellement urbain peut être une source majeure d’ inondations urbaines et de pollution de l’eau dans les communautés urbaines du monde entier. Haie de saules renforcée de fascines pour la limitation du ruissellement, nord de la France. Érosion des sols par l’eau sur les terres agricoles intensivement travaillées.

Ruissellement industriel

Cette section est un extrait de Industrial Stormwater . [ modifier ] Les eaux pluviales industrielles sont le ruissellement des Précipitations (pluie, neige, grésil, pluie verglaçante ou grêle) qui atterrit sur les sites industriels (par exemple, les installations de fabrication, les mines, les aéroports). Ces ruissellements sont souvent pollués par des matériaux manipulés ou stockés sur les sites, et les installations sont soumises à des réglementations pour contrôler les rejets.

Effets du ruissellement de surface

Érosion et dépôt

Le ruissellement de surface peut provoquer l’érosion de la surface de la Terre ; les matériaux érodés peuvent être déposés à une distance considérable. Il existe quatre principaux types d’ érosion des sols par l’eau : l’érosion par éclaboussures, l’érosion en nappe, l’érosion en rigoles et l’érosion en ravines . L’érosion par éclaboussures est le résultat de la collision mécanique des gouttes de pluie avec la surface du sol : les particules de sol qui sont délogées par l’impact se déplacent ensuite avec le ruissellement de surface. L’érosion en nappe est le transport terrestre de sédimentspar ruissellement sans canal bien défini. Les causes de la rugosité de la surface du sol peuvent entraîner la concentration du ruissellement dans des voies d’écoulement plus étroites : à mesure que celles-ci incisent, les canaux petits mais bien définis qui se forment sont connus sous le nom de rigoles . Ces canaux peuvent être aussi petits qu’un centimètre de large ou aussi larges que plusieurs mètres. Si le ruissellement continue d’inciser et d’élargir les rigoles, elles peuvent éventuellement se transformer en ravines . L’érosion en ravines peut transporter de grandes quantités de matériaux érodés en peu de temps.

La productivité réduite des cultures résulte généralement de l’érosion, et ces effets sont étudiés dans le domaine de la conservation des sols . Les particules de sol transportées dans le ruissellement varient en taille d’environ 0,001 millimètre à 1,0 millimètre de diamètre. Les particules plus grosses se déposent sur de courtes distances de transport, tandis que les petites particules peuvent être transportées sur de longues distances en suspension dans la colonne d’eau . L’érosion des sols limoneux qui contiennent des particules plus petites génère de la turbidité et diminue la transmission de la lumière, ce qui perturbe les écosystèmes aquatiques .

Des pans entiers de pays ont été rendus improductifs par l’érosion. Sur le haut plateau central de Madagascar , environ dix pour cent de la superficie terrestre de ce pays, la quasi-totalité du paysage est dépourvue de végétation , avec des sillons de ravinement érosifs généralement supérieurs à 50 mètres de profondeur et un kilomètre de large. La culture itinérante est un système agricole qui intègre parfois la méthode sur brûlis dans certaines régions du monde. L’érosion entraîne la perte de la couche arable fertile et réduit sa fertilité et la qualité des produits agricoles.

L’ Agriculture industrielle moderne est une autre cause majeure d’érosion. Plus d’un tiers de la ceinture de maïs des États-Unis a complètement perdu sa couche arable . ^[25] Le passage à des pratiques sans labour réduirait l’érosion des sols des champs agricoles américains de plus de 70 %. ^[26]

Effets environnementaux

Les principaux problèmes environnementaux associés au ruissellement sont les impacts sur les eaux de surface, les eaux souterraines et le sol par le transport des polluants de l’eau vers ces systèmes. En fin de compte, ces conséquences se traduisent par un risque pour la santé humaine, une perturbation des écosystèmes et un impact esthétique sur les ressources en eau. Certains des contaminants qui créent le plus grand impact sur les eaux de surface provenant du ruissellement sont les substances pétrolières , les herbicides et les engrais . L’absorption quantitative par le ruissellement de surface des pesticides et d’autres contaminants a été étudiée depuis les années 1960, et au début, le contact des pesticides avec l’eau était connu pour augmenter la phytotoxicité . ^[27]Dans le cas des eaux de surface, les impacts se traduisent par une pollution de l’eau , puisque les ruisseaux et les rivières ont reçu des eaux de ruissellement transportant divers produits chimiques ou sédiments. Lorsque les eaux de surface sont utilisées comme approvisionnement en eau potable , elles peuvent être compromises en ce qui concerne les risques pour la santé et l’ esthétique de l’eau potable (c’est-à-dire les effets sur l’odeur, la couleur et la turbidité ). Les eaux de surface contaminées risquent d’altérer les processus métaboliques des espèces aquatiques qu’elles hébergent ; ces altérations peuvent entraîner la mort, comme la mortalité des poissons , ou modifier l’équilibre des populations présentes. D’autres impacts spécifiques concernent l’accouplement des animaux, le frai, les œufs et les larvesla viabilité, la survie des juvéniles et la productivité des plantes. Certaines recherches montrent que le ruissellement de surface des pesticides, comme le DDT , peut modifier génétiquement le sexe des espèces de poissons, ce qui transforme les mâles en femelles. ^[28]

Le ruissellement de surface qui se produit dans les forêts peut alimenter les lacs avec des charges élevées d’azote minéral et de phosphore conduisant à l’ eutrophisation . Les eaux de ruissellement dans les forêts de conifères sont également enrichies en acides humiques et peuvent conduire à l’ humification des masses d’eau ^. . Un tel ruissellement d’origine terrestre des nutriments des sédiments, du carbone et des contaminants peut avoir des impacts importants sur les cycles biogéochimiques mondiaux et les écosystèmes marins et côtiers. ^[30]

Dans le cas des eaux souterraines, le principal problème est la contamination de l’eau potable, si l’ aquifère est prélevé à des fins humaines. En ce qui concerne la contamination des sols , les eaux de ruissellement peuvent avoir deux voies importantes préoccupantes. Premièrement, les eaux de ruissellement peuvent extraire les contaminants du sol et les transporter sous forme de pollution de l’eau vers des habitats aquatiques encore plus sensibles. Deuxièmement, le ruissellement peut déposer des contaminants sur des sols vierges, créant des conséquences sanitaires ou écologiques.

Questions agricoles

L’autre contexte des enjeux agricoles concerne le transport de produits chimiques agricoles (nitrates, phosphates, pesticides, herbicides, etc.) via le ruissellement de surface. Ce résultat se produit lorsque l’utilisation de produits chimiques est excessive ou mal planifiée par rapport à de fortes Précipitations. Le ruissellement contaminé qui en résulte représente non seulement un gaspillage de produits chimiques agricoles, mais également une menace environnementale pour les écosystèmes en aval. Les pailles de pin sont souvent utilisées pour protéger le sol de l’érosion du sol et de la croissance des mauvaises herbes. ^[31] Cependant, la récolte de ces cultures peut entraîner une augmentation de l’érosion des sols.

Problèmes économique.

Ruissellement des terres agricoles

Le ruissellement de surface entraîne une quantité importante d’effets économiques. Les pailles de pin sont des moyens rentables de traiter le ruissellement de surface. De plus, le ruissellement de surface peut être réutilisé grâce à la croissance de la masse des éléphants. Au Nigéria , l’herbe à éléphant est considérée comme un moyen économique de réduire le ruissellement de surface et l’érosion . ^[32] En outre, la Chine a subi un impact significatif du ruissellement de surface sur la plupart de ses cultures économiques telles que les légumes. Par conséquent, ils sont connus pour avoir mis en place un système qui réduit la perte de nutriments (azote et phosphore) dans le sol. ^[33]

Inondation

Une inondation se produit lorsqu’un cours d’eau est incapable de transporter la quantité de ruissellement s’écoulant en aval. La fréquence à laquelle cela se produit est décrite par une période de retour . L’inondation est un processus naturel, qui maintient la composition et les processus de l’écosystème, mais elle peut également être modifiée par des changements d’ utilisation des terres tels que l’ingénierie fluviale. Les inondations peuvent être à la fois bénéfiques pour les sociétés ou causer des dommages. L’Agriculture le long de la plaine inondable du Nil a profité des inondations saisonnières qui ont déposé des nutriments bénéfiques pour les cultures. Cependant, à mesure que le nombre et la vulnérabilité des établissements humains augmentent, les inondations deviennent de plus en plus un risque naturel. Dans les zones urbaines, le ruissellement de surface est la principale cause des inondations urbaines, connues pour leur impact répétitif et coûteux sur les communautés.^[34] Les impacts négatifs couvrent les pertes de vie, les dommages matériels, la contamination des approvisionnements en eau, la perte de récoltes, la dislocation sociale et l’itinérance temporaire. Les inondations comptent parmi les catastrophes naturelles les plus dévastatrices. L’utilisation de l’irrigation supplémentaire est également reconnue comme un moyen important par lequel des cultures telles que le maïs peuvent retenir les engrais azotés dans le sol, ce qui améliore la disponibilité de l’eau pour les cultures. ^[35]

Atténuation et traitement

Étangs de retenue des eaux de ruissellement (quartier Uplands de North Bend, Washington )

L’atténuation des impacts négatifs du ruissellement peut prendre plusieurs formes :

Contrôles d’ aménagement du territoire visant à minimiser les Surfaces imperméables dans les zones urbaines
Lutte contre l’érosion pour les fermes et les chantiers de construction
Programmes de lutte contre les inondations et de modernisation, tels que les infrastructures vertes
Contrôles de l’utilisation et de la manipulation de produits chimiques dans l’Agriculture , l’ entretien du paysage , l’utilisation industrielle, etc.

Contrôles d’utilisation des terres. De nombreux organismes de réglementation mondiaux ont encouragé la recherche sur les méthodes de minimisation du ruissellement de surface total en évitant les paysages durs inutiles . ^[36] De nombreuses municipalités ont produit des lignes directrices et des codes ( ordonnances de zonage et connexes ) pour les promoteurs immobiliers qui encouragent les trottoirs de largeur minimale, l’utilisation de pavés en terre pour les allées et les trottoirs et d’autres techniques de conception pour permettre une infiltration maximale de l’eau en milieu urbain. Un exemple de programme local spécifiant les exigences de conception, les pratiques de construction et les exigences d’entretien des bâtiments et des propriétés se trouve dansSanta Monica, Californie . ^[37]

Les contrôles de l’érosion sont apparus depuis l’époque médiévale lorsque les agriculteurs ont réalisé l’importance de l’Agriculture de contour pour protéger les ressources du sol. À partir des années 1950, ces méthodes agricoles sont devenues de plus en plus sophistiquées. Dans les années 1960, certains gouvernements d’ État et locaux ont commencé à concentrer leurs efforts sur l’atténuation du ruissellement de la construction en exigeant des constructeurs qu’ils mettent en œuvre des contrôles de l’érosion et des sédiments (ESC). Cela comprenait des techniques telles que : l’utilisation de balles de paille et de barrières pour ralentir le ruissellement sur les pentes, l’installation de clôtures anti-érosion , la programmation de la construction pendant les mois où il y a moins de Précipitations et la minimisation de l’étendue et de la durée des zones nivelées exposées.Le comté de Montgomery , dans le Maryland , a mis en œuvre le premier programme de contrôle des sédiments du gouvernement local en 1965, suivi d’un programme à l’échelle de l’État du Maryland en 1970. ^[38]

Les programmes de lutte contre les crues dès la première moitié du XXe siècle sont devenus quantitatifs dans la prévision des débits de pointe des systèmes fluviaux . Progressivement, des stratégies ont été développées pour minimiser les débits de pointe et aussi pour réduire les vitesses des canaux. Certaines des techniques couramment appliquées sont : la fourniture de bassins de retenue (également appelés bassins de rétention ou lacs d’équilibrage ) pour amortir les débits de pointe fluviaux, l’utilisation de dissipateurs d’énergie dans les canaux pour réduire la vitesse du courant et les contrôles de l’utilisation des terres pour minimiser le ruissellement. ^[39]

Utilisation et manipulation de produits chimiques . Suite à la promulgation de la loi américaine sur la conservation et la récupération des ressources (RCRA) en 1976, puis de la loi sur la qualité de l’eau de 1987 , les États et les villes sont devenus plus vigilants dans le contrôle du confinement et du stockage des produits chimiques toxiques, empêchant ainsi les rejets et les fuites. Les méthodes couramment appliquées sont : les exigences de double confinement des réservoirs de stockage souterrains , l’enregistrement de l’utilisation de matières dangereuses , la réduction du nombre de pesticides autorisés et une réglementation plus stricte des engrais et des herbicides dans l’entretien du paysage. Dans de nombreux cas industriels, un prétraitement des déchets est nécessaire pour minimiser l’échappement de polluants dans les sanitaires ouégouts pluviaux .

La Clean Water Act (CWA) des États-Unis exige que les gouvernements locaux des zones urbanisées (telles que définies par le Census Bureau ) obtiennent des permis de rejet des eaux pluviales pour leurs systèmes de drainage. ^{[40] [41]} Essentiellement, cela signifie que la localité doit exploiter un programme de gestion des eaux pluviales pour tout le ruissellement de surface qui entre dans le système d’égout pluvial séparé municipal (“MS4”). Les réglementations de l’EPA et des États et les publications connexes décrivent six éléments de base que chaque programme local doit contenir :

Sensibilisation du public (informer les particuliers, les ménages, les entreprises sur les moyens d’éviter la pollution des eaux pluviales)
Participation du public (soutenir la participation du public à la mise en œuvre des programmes locaux)
Détection et élimination des rejets illicites (retrait des égouts sanitaires ou d’autres connexions non pluviales au MS4)
Contrôles du ruissellement du chantier de construction (c.-à-d. Contrôles de l’érosion et des sédiments)
Contrôles de gestion des eaux pluviales post-construction (c.-à-d. permanents)
Prévention de la pollution (par exemple, amélioration de la manipulation des produits chimiques, y compris la gestion des carburants et de l’huile, des engrais, des pesticides et des dégivreurs de chaussée ) et mesures de “bonne gestion” (par exemple, entretien du système).

D’autres propriétaires fonciers qui exploitent des systèmes d’évacuation des eaux pluviales similaires aux municipalités, tels que les réseaux routiers nationaux, les universités, les bases militaires et les prisons, sont également soumis aux exigences du permis MS4.

Mesure et modélisation mathématique

Le ruissellement est analysé à l’aide de modèles mathématiques combinés à diverses méthodes d’échantillonnage de la qualité de l’eau . Les mesures peuvent être effectuées à l’aide d’instruments d’analyse automatisés continus de la qualité de l’eau ciblés sur des polluants tels que des produits chimiques organiques ou inorganiques spécifiques , le pH , la turbidité, etc. ou ciblés sur des indicateurs secondaires tels que l’oxygène dissous . Les mesures peuvent également être effectuées sous forme de lots en extrayant un seul échantillon d’eau et en effectuant un certain nombre de tests chimiques ou physiques sur cet échantillon.

Dans les années 1950 ou avant , des modèles de transport hydrologique sont apparus pour calculer les quantités de ruissellement, principalement pour la prévision des crues. À partir du début des années 1970, des modèles informatiques ont été développés pour analyser le transport des eaux de ruissellement transportant des polluants de l’eau, qui tenaient compte des taux de dissolution de divers produits chimiques, de l’ infiltration dans les sols et de la charge polluante ultime livrée aux eaux réceptrices . L’un des premiers modèles traitant de la dissolution chimique dans les eaux de ruissellement et du transport qui en résulte a été développé au début des années 1970 sous contrat avec l’ Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis. ^[42] Ce modèle informatiquea constitué la base d’une grande partie de l’étude d’atténuation qui a conduit à des stratégies d’ utilisation des terres et de contrôle de la manipulation des produits chimiques.

De plus en plus, les praticiens des eaux pluviales ont reconnu le besoin de modèles de Monte Carlo pour simuler les processus des eaux pluviales en raison des variations naturelles de multiples variables qui affectent la qualité et la quantité des ruissellementsf. L’avantage de l’analyse de Monte Carlo n’est pas de réduire l’incertitude dans les statistiques d’entrée, mais de représenter les différentes combinaisons des variables qui déterminent les risques potentiels d’excursions de la qualité de l’eau. Un exemple de ce type de modèle d’eaux pluviales est le modèle stochastique empirique de chargement et de dilution ( SELDM ) ^{[43] [44]} est un modèle d’ eaux pluvialesmodèle de qualité. Le SELDM est conçu pour transformer des données scientifiques complexes en informations significatives sur le risque d’effets néfastes du ruissellement sur les eaux réceptrices, le besoin potentiel de mesures d’atténuation et l’efficacité potentielle de telles mesures de gestion pour réduire ces risques. SELDM fournit une méthode d’évaluation rapide des informations qui sont autrement difficiles ou impossibles à obtenir car il modélise les interactions entre les variables hydrologiques (avec différentes distributions de probabilité) qui se traduisent par une population de valeurs qui représentent les résultats probables à long terme des processus de ruissellement et la effets potentiels des différentes mesures d’atténuation. SELDM fournit également les moyens d’effectuer rapidement des analyses de sensibilité pour déterminer les effets potentiels de différentes hypothèses d’entrée sur les risques d’excursions de la qualité de l’eau.

D’autres modèles informatiques ont été développés (comme le modèle DSSAM ) qui permettent de suivre le ruissellement de surface à travers un cours d’eau en tant que polluants réactifs de l’eau. Dans ce cas, le ruissellement de surface peut être considéré comme une source linéaire de pollution des eaux réceptrices. ^[45]

Voir également

Eaux usées agricoles – Contamination des masses d’eau
Ruissellement des nutriments agricoles
Captage de l’eau
Crue subite
Prévision des crues
Modèle hydrologique
Programme national de ruissellement urbain – Programme de recherche américain
Pollution de source non ponctuelle – Pollution résultant de sources multiples
Jardin de pluie
Numéro de la courbe de ruissellement
Modèle de ruissellement (réservoir)
Conservation des sols – Préservation des éléments nutritifs du sol
Contamination des sols – Pollution des terres par des produits chimiques fabriqués par l’homme ou d’autres altérations
Modèle de chargement_et_de_dilution_empirique_stochastique
Eaux pluviales – Eau qui provient des Précipitations et de la fonte des neiges/glaces
Indice d’état trophique – Mesure de la capacité de l’eau à maintenir la productivité biologique
Inondations urbaines – Catastrophe naturelle causée par un débordement d’eau
Pollution de l’eau – Contamination des masses d’eau

Références

^ Société, National Geographic (2011-01-21). “ruissellement” . Société géographique nationale . Récupéré le 19/02/2021 .
^ Ronnie Wilson, Les papiers Horton (1933)
^ Keith Beven , modèle perceptuel des processus d’infiltration de Robert E. Horton , processus hydrologiques, Wiley Intersciences DOI 10: 1002 hyp 5740 (2004)
^ L. Davis Mackenzie et Susan J. Masten, Principes d’ingénierie et de science de l’environnement ISBN 0-07-235053-9
^ Jackson, Julia A., éd. (1997). “précipitation”. Glossaire de géologie (quatrième éd.). Alexandrie, Virginie : Institut géologique américain. ISBN 0922152349.
^ Jackson 1997 , “ruissellement de surface”.
^ Jackson 1997 , “ruissellement direct”.
^ “Le ruissellement de la fonte des neiges et le cycle de l’eau” . Commission géologique des États-Unis . Récupéré le 5 novembre 2021 .
^ Koboltschnig, Gernot R.; Schoener, Wolfgang; Zappa, Massimiliano; Holzmann, Hubert (2007). “Contribution de la fonte des glaciers au ruissellement des cours d’eau: si l’été climatiquement extrême de 2003 s’était produit en 1979…”. Annales de Glaciologie . 46 : 303–308. doi : 10.3189/172756407782871260 .
^ Huston, Mike. “Relations entre la fonte des neiges et le débit de pointe pour la rivière Big Wood dans le sud-est de l’Idaho” (PDF) . Service météorologique national . Récupéré le 5 novembre 2021 .
^ Van Mullem, Joseph A.; Garen, David. “La fonte des neiges”. Manuel national d’ingénierie . Vol. 630. Département de l’Agriculture des États-Unis . Récupéré le 5 novembre 2021 .
^ McMahon TA et Finlayson, B.; Ruissellement mondial: comparaisons continentales des débits annuels et des débits de pointe ISBN 3-923381-27-1
^ Failache, Moisés Furtado; Zuquette, Lázaro Valentin (novembre 2018). “Zonage géologique et géotechnique des terres pour le potentiel d’écoulement de surface Hortonien dans un bassin du sud du Brésil”. Géologie de l’ingénieur . 246 : 107–122. doi : 10.1016/j.enggeo.2018.09.032 .
^ Calles, Bengt; Kulander, Lena (avril 1994). “Érosivité des Précipitations à Roma, Lesotho”. Geografiska Annaler: Série A, Géographie physique . 76 (1–2) : 121–129. doi : 10.1080/04353676.1994.11880411 .
^ ^un ^b Stewart, Ryan D.; Bhaskar, Aditi S.; Parolari, Anthony J.; Herrmann, Dustin L.; Jian, Jinshi; Schifman, Laura A.; Shuster, William D. (30 décembre 2019). “Une approche analytique pour déterminer l’excès de saturation par rapport à l’écoulement de surface en excès d’infiltration dans les paysages urbains et de référence”. Processus hydrologiques . 33 (26): 3349–3363. doi : 10.1002/hyp.13562 .
^ Tyrrel, SF; Quinton, JN (2003). “Transport terrestre d’agents pathogènes à partir de terres agricoles recevant des déchets fécaux” (PDF) . Journal de microbiologie appliquée . 94 : 87–93 . Récupéré le 6 novembre 2021 .
^ Zhenghui, Xie; Fengge, Su ; Xu, Liang ; Qingcun, Zeng; Zhenchun, Hao; Yufu, Guo (juin 2003). “Applications d’un modèle de ruissellement de surface avec ruissellement horton et dunne pour VIC”. Progrès des sciences de l’atmosphère . 20 (2): 165–172. doi : 10.1007/s00376-003-0001-z .
^ Castillo, VM; Gómez-Plaza, A; Martínez-Mena, M (2003-12-22). “Le rôle de la teneur en eau du sol antécédent dans la réponse du ruissellement des bassins versants semi-arides : une approche de simulation” . Journal d’hydrologie . 284 (1): 114–130. Bibcode : 2003JHyd..284..114C . doi : 10.1016/S0022-1694(03)00264-6 . ISSN 0022-1694 .
^ Nelson, R. (2004). Le cycle de l’eau. Minneapolis : Lerner. ISBN 0-8225-4596-9
^ Wigley TML & Jones PD (1985). “Influences des changements de Précipitations et effets directs du CO2 sur le débit”. Lettres à la Nature . 314 (6007): 149–152. Bibcode : 1985Natur.314..149W . doi : 10.1038/314149a0 . S2CID 4306175 .
^ “L’impact du ruissellement de l’eau des rues et des cours” . District métropolitain de Highlands Ranch . Récupéré le 30 août 2021 .
^ “Le ruissellement (ruissellement des eaux de surface)” . École des sciences de l’eau de l’USGS . Reston, VA : Enquête géologique des États-Unis (USGS). 2016-12-02.
^ Fédération de l’environnement de l’eau , Alexandria, VA; et Société américaine des ingénieurs civils , Reston, VA. “Gestion de la qualité du ruissellement urbain.” Manuel des pratiques du WEF n° 23 ; Manuel ASCE et rapport sur la pratique d’ingénierie n ° 87. 1998. ISBN 1-57278-039-8 . Chapitre 1.
^ Schueler, Thomas R. (2000) [publication initiale. 1995]. “L’importance de l’étanchéité” (pdf) . Dans Schüler; Hollande, Heather K. (éd.). La pratique de la protection des bassins versants . Ellicott City, MD : Centre pour la protection des bassins versants. p. 1–12 . Récupéré le 24/12/2014 .
^ “Étude : plus d’un tiers de la ceinture de maïs américaine a perdu sa couche arable riche en carbone” . AUJOURD’HUI . 2021-02-16 . Récupéré le 26/02/2021 .
^ Lee, Sanghyun; Chu, Maria L.; Guzman, Jorge A.; Botero-Acosta, Alejandra (2021-02-01). “Un cadre de modélisation complet pour évaluer l’érosion des sols par l’eau et le travail du sol” . Journal de gestion de l’environnement . 279 : 111631. doi : 10.1016/j.jenvman.2020.111631 . ISSN 0301-4797 . PMID 33213990 . S2CID 227077676 .
^ WF Spencer, Distribution of Pesticides between Soil, Water and Air , Symposium international sur les pesticides dans le sol, 25-27 février 1970, Michigan State University, East Lansing, Michigan
^ Nouvelles scientifiques. “Le traitement au DDT transforme les poissons mâles en mères.” 2000-02-05. (Sur abonnement uniquement.)
^ Klimaszyk Piotr, Rzymski Piotr “Le ruissellement de surface en tant que facteur déterminant l’état trophique du lac Midforest” Journal polonais d’études environnementales, 2011, 20 (5), 1203-1210
^ Renee K. Takesue, Curt D. Storlazzi. Sources et dispersion du ruissellement terrestre des petits bassins versants hawaïens vers un récif corallien : aperçu des signatures géochimiques. Estuarine, Coastal and Shelf Science Journal. 13/02/17
^ Pote, DH; Grigg, C.-B. ; Blanche, Californie ; Daniel, TC (septembre-octobre 2004). “Effets de la récolte de la paille de pin sur la quantité et la qualité du ruissellement de surface” . Journal de la conservation des sols et de l’eau . 59 (5): 197+.
^ Adekalu, KO; Olorunfemi, IA ; Osunbitan, JA (2007-03-01). “Effet du paillage d’herbe sur l’infiltration, le ruissellement de surface et la perte de sol de trois sols agricoles au Nigeria” . Technologie des bioressources . 98 (4): 912–917. doi : 10.1016/j.biortech.2006.02.044 . ISSN 0960-8524 . PMID 16678407 .
^ Bo Yi; Qichun Zhang; Chao Gu; Jiangye Li; Toukir Abbas ; Hongjie Di (novembre 2018). “Effets de différents régimes de fertilisation sur les pertes d’azote et de phosphore par ruissellement de surface et communauté bactérienne dans un sol végétal”. Journal des sols et des sédiments . 18 (11): 3186–3196. doi : 10.1007/s11368-018-1991-6 . S2CID 102946799 .
^ Center for Neighborhood Technology, Chicago IL “La prévalence et le coût des inondations urbaines.” Mai 2013
^ Barron, Jennie; Okwach, George (2005-05-30). “Récolte des eaux de ruissellement pour atténuer les périodes de sécheresse dans le maïs (Zea mays L.): résultats de la recherche à la ferme dans le Kenya Semi-aride” . Gestion de l’eau agricole . 74 (1): 1–21. doi : 10.1016/j.agwat.2004.11.002 . ISSN 0378-3774 .
^ Agence américaine de protection de l’environnement (EPA). “Couverture imperméable.” Division de la recherche sur les écosystèmes, Athènes, GA. 2009-02-24. Archivé le 9 mai 2009 à la Wayback Machine
^ “Programme de gestion du ruissellement urbain de la ville de Santa Monica” (PDF) . Santa Monica, Californie : Gestion de l’environnement et des travaux publics de la ville de Santa Monica. 2001. Brochure.
^ Département de l’environnement du Maryland. Baltimore, MD. “Contrôle de l’érosion et des sédiments et gestion des eaux pluviales dans le Maryland.” 2007. Archivé le 12 septembre 2008 à la Wayback Machine
^ Évaluation de la stabilité des canaux pour les projets de contrôle des inondations US Army Corps of Engineers , (1996) ISBN 0-7844-0201-9
^ États-Unis. Code des réglementations fédérales , 40 CFR 122.26
^ EPA. Washington, DC “Rejets d’eaux pluviales des réseaux d’Égouts pluviaux séparés municipaux (MS4).” 2009-03-11.
^ CM Hogan, Leda Patmore, Gary Latshaw, Harry Seidman et al. Modélisation informatique du transport des pesticides dans le sol pour cinq bassins versants instrumentés, laboratoire de l’eau du sud-est de l’ Agence américaine de protection de l’environnement , Athènes, Ga. par ESL Inc. , Sunnyvale, Californie (1973)
^ Granato, GE, 2013, Modèle de charge et de dilution empirique stochastique (SELDM) version 1.0.0 : Techniques et méthodes de l’US Geological Survey, livre 4, chap. C3, 112 p. http://pubs.usgs.gov/tm/04/c03/
^ Granato, GE, 2014, SELDM: Stochastic Empirical Loading and Dilution Model version 1.0.3 Page de support logiciel disponible sur https://doi.org/10.5066/F7TT4P3G
^ CM Hogan, Marc Papineau et al. Développement d’un modèle de simulation dynamique de la qualité de l’eau pour la rivière Truckee , Earth Metrics Inc., Environmental Protection Agency Technology Series, Washington DC (1987)

Lectures complémentaires

Gebert, WA, DJ Graczyk et WR Krug. (1987). Ruissellement annuel moyen aux États-Unis, 1951-80 [Hydrologic Investigations Atlas HA-710]. Reston, Va. : Département de l’intérieur des États-Unis, US Geological Survey.
Fondation pour l’éducation Shodor (1998). “Modélisation du ruissellement des eaux de surface.”

Liens externes

Recherchez le ruissellement de surface dans Wiktionary, le dictionnaire gratuit.

USDA NRCS National Engineering Handbook, Stage Discharge Relationships, Ch. 14
NutrientNet , un outil d’échange de nutriments en ligne développé par le World Resources Institute , conçu pour résoudre les problèmes de qualité de l’eau liés au ruissellement de surface et à d’autres pollutions. Voir également le site Web PA NutrientNet conçu pour le programme d’échange de nutriments de Pennsylvanie.
La biorétention comme méthode de développement à faible impact pour le traitement des eaux de ruissellement
Liu, Yang (2009). “Calibration automatique d’un modèle pluie-ruissellement à l’aide d’un algorithme d’essaim de particules multi-objectifs rapide et élitiste”. Systèmes experts avec applications . 36 (5): 9533–9538. doi : 10.1016/j.eswa.2008.10.086 .
Liu, Yang; Pender, Gareth (2013). “Calibrage automatique d’un modèle d’épandage rapide de crue à l’aide d’optimisations multiobjectifs”. Informatique douce . 17 (4): 713–724. doi : 10.1007/s00500-012-0944-z . S2CID 27947972 .
Liu, Yang; Soleil, Fan (2010). “Analyse de sensibilité et calibration automatique d’un modèle pluie-débit à multi-objectifs”. Informatique écologique . 5 (4): 304–310. doi : 10.1016/j.ecoinf.2010.04.006 .
Modèle d’ eaux pluviales Modèle de chargement et de dilution empirique stochastique USGS (SELDM)