Bilan hydrique au Québec

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1 CHAPITRE 10 Bilan hydrique au Québec 10.1 INTRODUCTION Au cours des millénaires, l homme a surtout observé de l eau les phénomènes de précipitation etd écoulementdanslescoursd eau,parcequelapluieluitombaitsurlatêteetquel eaudes cours d eau pouvait lui être utile ou lui causer des problèmes d inondation. Le comportement de l eau est décrit par le cycle hydrologique(figure) où interviennent les précipitations, l infiltration, le ruissellement, l évapotranspiration, la percolation et l écoulement souterrain. L énergie solaire et la gravité sont les moteurs du cycle10.1. Précipitation Infiltration Percolation Évapotranspiration Ruissellem e nt Écoulement souterrain Évaporation Mer Figure 10.1 Le cycle hydrologique.

2 170 BILAN HYDRIQUE AU QUÉBEC 10.2 LE BILAN HYDROLOGIQUE OU HYDRIQUE L étude des problèmes de gestion de l eau en agriculture(drainage ou irrigation) passe par la compréhension du bilan hydrologique au niveau du sol(figure 10.2) appelé aussi bilan hydrique. Le bilan débute avec les précipitations ou les irrigations dont une partie est interceptée par les plantes. La partie qui atteint le sol essaie de s infiltrer et lorsqu elle n y parvient pas, une lamed eauseformeàlasurfacedusoletelleruisselle.lapartiequis infiltrecontribueàhumidifierlesoletàalimenterlanappephréatique.del autrecôté,laplanteetlasurfacedusol puisent l eau dans le sol pour contribuer à l évapotranspiration. La nappe contribue à l écoulement souterrain et à réalimenter le profil du sol et la plante(remontée capillaire). Évapotranspiration Précipitation Évaporation Ruissellement Infiltration Humidification Alimentation delanappe Remontée capillaire Nappe phréatique Écoulement souterrain Figure 10.2 Bilan hydrologique au niveau de la parcelle. Le bilan hydrique peut être décrit d une façon simplifiée par les équations suivantes: Precipitation Interception = Infiltration + Ruissellement [10.1] Infiltration = Humidification + Alimentation nappe [10.2] Evapotranspiration = Infiltration Ecoul. souterrain + Remontee capillaire Humidification [10.3]

3 RÉGIME HYDRIQUE AU QUÉBEC RÉGIME HYDRIQUE AU QUÉBEC Le régime hydrique d une région s établit en réalisant le bilan hydrique au cours des différentessaisons.àtitred exemple,lerégimehydriquedelaplainedusaint-laurentestprésentéà la figure 10.3 Àlafindel hiver(figure10.3),lesolestengénéralgeléetrecouvertd unecouchedeneige. Avec le réchauffement des températures, la fonte des neiges débute. Comme le sol est gelé, l eaus infiltrepeuetellen apasd autrechoixquederuisseler.aveclafindelafontedesneigesdébuteladégeldusol.lorsquecelui-cisetermine,l eauaccumuléeàlasurfacedusol danslesdépressionss infiltreetrejointlanappepourlafaireremonterprèsdelasurfacedusol. Enl absencededrainagenaturelouautre,lanapperesteraprèsdelasurfacedusol. À la fin du printemps, la saison de végétation débute et l évapotranspiration augmente progressivement. Lorsque l évapotranspiration dépasse les précipitations, le profil du sol s assèche et la nappe s abaisse alors graduellement car la plante y puise l eau qu elle a besoin. Avec la fin de l été, l évapotranspiration diminue et elle devient inférieure aux précipitations. Le profil du sol recommence à s humidifier, la nappe est éventuellement réalimentée et elle remonte graduellement au cours de l automne pour atteindre parfois la surface du sol. Avec l arrivé de l hiver, le sol gèle, les précipitations sont principalement sous forme de neige etelless accumulentàlasurfacedusol.commelanappeestpeualimentée,elles abaisselentement dépendant des conditions de drainage naturel. Lafigure10.4présenteunbilanhydriquetypiquedelaplaineduSaint-Laurent.Lerégimedes précipitations est relativement uniforme. L évapotranspiration est généralement supérieure aux précipitations pendant l été, créant ainsi un déficit hydrique et expliquant les besoins en irrigation de certaines cultures. Le ruissellement est important au moment de la fonte des neigesetàl automne.lanappeestélevéeauprintempsetàl autommne,créantdesproblèmes lorsdessemisetaumomentdesrécoltes.lemêmebilanréalisélorsd uneannéehumidemontrerait des nappes élevées au cours de la saison de croissance des plantes et des ruissellements importants lors des orages. La figure 10.5 montre l évolution de la nappe dans un champ sous production de luzerne dans larégiondesaint-clet(ouestdemontréal)pourlesannées1976et1977.

4 172 Pte>Etr PRINTEMPS Etr>Pte Etr>Pte Pte>Etr ÉTÉ Pte>Etr Pte>>Etr Pte>>Etr AUTOMNE HIVER Figure 10.3 Évolution du régime hydrique dans la plaine du Saint-Laurent.

5 173 Hauteur d eau Evapotranspiration Pluie Precipitation J F M A M J J A S O N D Debit Ruissellement J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D Profondeur Nappe phréatique Figure 10.4 Bilan hydrique moyen au Québec.

6 174 0 Surface du sol Profondeur de la nappe(cm) Niveau des drains Avril Mai Juin Juillet Aout Sept Oct Période de croissance(jours) Figure 10.5 Évolutiondelanappedansunchamp sousproduction deluzernedansla régiondesaint-clet(ouestdemontréal)pourlesannées1976et1977.