Comprendre le rôle des connexions souterraines en hydrologie

Les zones de captage topographiquement esquissées sont une unité spatiale basée sur les formes de la surface de la terre. Ils montrent comment les activités humaines et le changement climatique influencent les quantités d'eau disponibles. La connaissance de ces unités est fondamentale pour une gestion durable de l'eau. Un indice de captage efficace a été défini.

Nouvellement défini, l'indice de captage efficace est une mesure importante en hydrologie souterraine.

Cependant, en raison des connexions souterraines, certains bassins versants accumulent de l'eau provenant de zones situées au-delà de leurs limites topographiques, tandis que d'autres sont effectivement beaucoup plus petits que leur topographie de surface ne le suggère.

Actuellement, la plupart des stratégies de modélisation hydrologique ne prennent pas en compte ces connexions aux eaux souterraines, mais supposent que les bassins versants sont indépendants de leur environnement. Pour cette raison, le Dr Yan Liu et le professeur assistant Dr Andreas Hartmann de la Chaire de modélisation hydrologique et des ressources en eau de l'Université de Fribourg, avec une équipe de chercheurs de l'Université de Bristol en Angleterre et de l'Université de Princeton aux États-Unis, ont introduit l'indice de captage efficace (ICE).

En utilisant cette nouvelle métrique, ils ont pu déterminer comment les zones de chalandise topographiques et réelles diffèrent lors de l'analyse d'un ensemble de données globales. L'équipe a récemment publié les résultats dans la revue "Lettres de recherche environnementale".

À l'aide de l'indice de captage efficace, l'équipe dirigée par Liu et Hartmann a pu démontrer que l'hypothèse d'un bilan hydrique fermé, c'est-à-dire que le niveau d'une rivière ne change que par les précipitations et l'évaporation de sa zone topographique, par exemple, ne s'applique pas à un nombre considérable de bassins versants dans le monde.

Un bassin sur trois étudié a une zone de captage effective qui est même supérieure à deux fois ou inférieure à la moitié de sa zone topographique. Les scientifiques ont reconnu que ces zones influencent ou sont influencées en dehors de leurs limites topographiques par des activités de gestion de l'eau telles que le pompage des eaux souterraines et, par exemple, la déforestation ou le reboisement.

Avec leur analyse, les chercheurs montrent que l'indice de captage efficace qu'ils ont redéfinie convient pour étudier comment la sécheresse peut se propager à travers les frontières topographiques en raison de l'échange d'eau. Il peut également être utilisé dans l'analyse des effets des changements climatiques et d'utilisation des terres sur les échanges d'eau transfrontaliers. "C'est ainsi que nous avons vu où nous devons étudier plus avant les réseaux souterrains à travers les frontières topographiques afin de soutenir la gestion durable de l'eau", déclare Hartmann.