Le ruissellement

Autoroute sous la pluie.

En termes simples, le ruissellement est la partie des précipitations qui ne s'infiltre pas dans le sol. Dans le cas d'une zone goudronnée, le ruissellement attendu serait égal à la quantité de pluie moins l'évaporation et une toute petite quantité de stockage en surface.

Lorsque le sol devient saturé, moins d'infiltration a lieu. Pour des averses identiques, la quantité de ruissellement pluvial variera en fonction des conditions d'humidité du sol.

Graphique illustrant le taux d'infiltration et l'intensité des précipitations au cours du temps

Parfois moins d'infiltration est possible en raison d'une averse précédente. La quantité d'eau qui s'est infiltrée lors d'une averse antérieure augmente l'humidité présente du sol. Cela signifie que le sol ne peut pas absorber autant d'eau que précédemment. Cela se traduit par une diminution du taux d'infiltration et plus de ruissellement de surface dû à la dernière tempête.

Exemple d'hydrogramme. Le temps est représenté en abscisse, l'écoulement ou le débit est donné en ordonnée.

Un graphique d'écoulement est appelé un hydrogramme. La forme de l'hydrogramme est influencée par les caractéristiques de l'averse et du bassin versant. Les caractéristiques des averses comprennent la quantité, la durée, l'intensité et la distribution spatiale des précipitations. Les facteurs du bassin versant comprennent la taille et la forme du bassin, la pente globale du bassin, la topographie, le type de sol, la végétation, le réseau et la configuration de drainage, l'utilisation des terres et l'humidité du sol au moment de l'averse.

Schéma conceptuel montrant les composantes du ruissellement, de l'évaporation, des précipitations, de la transpiration, de l'infiltration, de la percolation, de l'écoulement hypodermique, de l'écoulement de surface, du stockage dans les dépressions comme les lacs, l'écoulement des cours d'eau, les eaux souterraines et le débit de base.

Une question cruciale est de pouvoir déterminer exactement ce qui constitue le ruissellement. L'une des composantes est l'eau que l'on voit couler à la surface du sol. Lorsque l'eau s'infiltre, une partie de l'eau s'écoulera juste sous la surface. C'est ce qu'on appelle l'écoulement hypodermique ou l'écoulement de subsurface. Cette partie des précipitations qui s'infiltre dans les couches inférieures alimente les eaux souterraines. L'écoulement des eaux souterraines vers un cours d'eau ou une rivière est appelé débit (ou écoulement) de base. C'est le débit de base qui soutient le débit des cours d'eau pendant les périodes sans précipitation.

Animation comparant la pluie tombant sur deux volumes de sol: un limon sableux et un limon argileux. Les gouttes de pluie bleues tombent uniformément sur les deux échantillons et commencent à s'infiltrer à la surface du sol. La pluie s'infiltre plus profondément dans le sol sableux limoneux, mais selon un conduit vertical relativement étroit. La pluie s'infiltre moins profondément et de manière horizontale plus diffuse dans le volume de limon argileux

Le débit augmente au cours de la courbe de crue ascendante de l'hydrogramme. Après le débit de pointe, la courbe descendante, ou décrue, se produit. La décrue se poursuit jusqu'à la prochaine averse ou jusqu'à ce que le niveau du cours d'eau revienne à une valeur proche du débit observé avant cette averse. En raison de cette dernière averse, la composante de débit de base peut être légèrement augmentée.