Régime fluvial

Le débit de la rivière est une mesure de la quantité (volume) d'eau qui passe dans le canal de la rivière à un moment donné. À partir du débit de la rivière, nous pouvons connaître le taux d'écoulement d'une rivière. Pour calculer le débit d'une rivière, on utilise le calcul suivant :

Cette équation montre clairement que les composantes du débit d'une rivière sont le volume d'eau (et d'autres matières) qui passe à travers une rivière et la vitesse à laquelle elle se déplace. Tout comme le régime fluvial, le débit des rivières est affecté par la variabilité du climat et les propriétés de la rivière.

Figure 1 : Débit moyen des plus grands fleuves du monde, Ashersea/Wikimedia

Par définition, de multiples facteurs peuvent avoir un impact sur le régime fluvial dans le temps et dans l'espace.

Un bassin versant est une zone drainée par une rivière. Ils varient à bien des égards : taille, forme, type de roche, couverture végétale, etc.La forme du bassin hydrographique peut avoir un impact significatif sur le régime de la rivière. Par exemple, si les côtés du bassin versant sont abrupts, l'eau peut atteindre la rivière plus rapidement car elle s'écoule plus vite sur le sol (écoulement terrestre).

Si la forme du bassin de drainage est plus circulaire, le temps nécessaire à l'eau pour traverser le bassin de drainage est en moyenne plus court. Là encore, le débit de la rivière sera plus rapide. En effet, dans un bassin plus rectangulaire, l'eau provenant des points les plus éloignés mettrait beaucoup plus de temps à atteindre le lit de la rivière.

Comme le régime fluvial se réfère aux changements dans le débit de la rivière, les propriétés du bassin versant ne contribuent réellement que si elles changent. Cela peut se produire à la suite de processus tels que l'érosion, l'altération et le dépôt. Tous ces processus peuvent avoir un impact sur les propriétés du bassin de drainage en facilitant ou en ralentissant le mouvement de l'eau du bassin de drainage vers la rivière. Par exemple, l'érosion et la météorisation peuvent modifier la pente des parois du bassin hydrographique. Si l'érosion ou les intempéries rendent la pente plus abrupte, cela aura un impact sur le régime de la rivière.

Figure 2 : Le bilan hydrique d'un bassin versant (ou de certaines de ses parties). Source : USGS.

Utilisation des sols et végétation

Une autre caractéristique des bassins versants qui influence le régime des rivières est l'utilisation des terres et la présence ou l'absence de végétation. En effet, il existe une relation entre ces facteurs et le mouvement de l'eau depuis les alentours du bassin versant jusqu'à la rivière elle-même. Voyons comment cela fonctionne :

La principale propriété de la rivière qui influe sur son débit et, par extension, sur son régime, est sa section transversale. La section transversale d'une rivière peut être modifiée au fil du temps pour de nombreuses raisons. Il peut s'agir de l'érosion des berges ou du lit de la rivière, ou du dépôt de roches ou d'autres matières qui peuvent obstruer l'écoulement de l'eau. Ces changements peuvent modifier le débit de la rivière au cours d'une année en affectant le volume d'eau qui peut passer dans le canal à tout moment.

L'équilibre entre les précipitations et l'évapotranspiration modifie le régime des rivières. Les précipitations et l'évapotranspiration sont des facteurs clés du débit des rivières car elles ont un impact direct sur la quantité d'eau dans le système fluvial. Alors que les précipitations ajoutent de l'eau et peuvent donc augmenter le débit de la rivière, l'évapotranspiration fait l'inverse et peut diminuer le débit de la rivière. Les précipitations et l'évapotranspiration varient au cours de l'année.

Au Royaume-Uni, les schémas typiques comprennent des niveaux de précipitations plus élevés pendant les mois d'hiver et des niveaux d'évapotranspiration plus élevés pendant les mois d'été. Cependant, des événements météorologiques extrêmes peuvent entraîner une augmentation des précipitations et/ou de l'évapotranspiration tout au long de l'année. Par exemple, le débit maximal d'une rivière coïncide souvent avec une tempête. Cet équilibre entre les deux processus influence considérablement le régime de la rivière. Ce dernier est également lié au bilan hydrique et l'affecte, car il modifie les entrées et les sorties d'eau dans le système.

La température est un autre élément du climat qui a un impact sur le régime des rivières. La température est un facteur déterminant des niveaux d'évapotranspiration. Des températures plus élevées sont associées à des niveaux d'évapotranspiration plus élevés. En effet, l'augmentation de la quantité d'énergie permet à l'eau de passer de l'état liquide à l'état gazeux. Comme nous l'avons déjà évoqué, l'évapotranspiration et sa variabilité annuelle est un facteur clé qui affecte le régime d'une rivière. Par conséquent, la température a également une influence indirecte.

Il est important de comprendre le régime fluvial pour de nombreuses raisons. La raison principale est qu'il peut aider à la gestion de la rivière et garantir que le bassin versant et ses habitants sont protégés contre les dommages. Par exemple, si le régime fluvial suggère que de graves inondations pourraient se produire pendant les mois d'hiver, des stratégies doivent être mises en œuvre pour réduire les dégâts.