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La
circulation de l'eau souterraine fait partir du cycle hydrologique. Les précipitations
et d'autres sources d'eau de surface alimentent l'eau souterraine qui se
draine constamment, et parfois très lentement, vers son points de déversement.
L'eau
souterraine ne reste pas en permanence dans le sous-sol et elle ne
constitue pas toujours des réserves exploitables à volonté par des
puits. Le cycle hydrologique est la série de transformations qui se
produisent dans la circulation de l'eau de l'atmosphère vers la surface
et dans les régions souterraines de la terre, puis de nouveau de la
surface vers l'atmosphère. Les précipitations se transforment en eau de
surface, en humidité du sol et en eau souterraine. L'eau souterraine
circule à nouveau vers la surface, et, de la surface, toute l'eau
retourne à l'atmosphère par évaporation et transpiration.
Lorsque
les précipitations tombent à la surface du sol, une partie de l'eau se déverse
dans les lacs et les cours d'eau. Une certaine partie de l'eau provenant
de la fonte des neiges et des précipitations s'infiltre dans le sol et
percole dans la zone de saturation. Ce processus s'appelle l'alimentation,
et les endroits où il se produit s'appellent zones d'alimentation.
Cette
eau peut finalement réapparaître au-dessus du sol. C'est l'émergence.
L'eau souterraine peut se déverser dans les cours d'eau, les marais, les
lacs et les océans, ou bien son émission peut se présenter sous forme
de sources et de puits jaillissants.
L'émergence
de l'eau souterraine peut contribuer considérablement à l'écoulement de
l'eau de surface. Durant les périodes sèches, le débit de certains
cours d'eau peut être entièrement alimenté par l'eau souterraine. En
tout temps de l'année, en fait, la nature des formations souterraines
exerce un effet marqué sur le volume du ruissellement. Tandis que le débit
d'émergence détermine le volume d'eau circulant de la zone de saturation
vers les cours d'eau, le taux d'alimentation détermine le volume d'eau s'écoulant
à la surface. Lorsqu'il pleut, par exemple, le volume de l'eau se déversant
dans les cours d'eau dépend de la quantité de précipitations que les
matériaux souterrains peuvent absorber. Lorsque la quantité d'eau à la
surface est supérieure à la capacité d'absorption des matériaux
souterrains, elle se déverse dans les cours d'eau et les lacs.
Le
temps de séjour de l'eau souterraine, c'est-à-dire la durée
pendant laquelle l'eau demeure dans la portion souterraine du cycle
hydrologique, varie énormément. L'eau peut demeurer seulement quelques
jours ou quelques semaines dans le sous-sol, ou jusqu'à 10 000 ans
ou plus. Les temps de séjour de dizaines, de centaines ou même de
milliers d'années ou plus ne s'ont pas exceptionnels. À titre de
comparaison, le temps de renouvellement de l'eau de rivières, ou le temps
que met l'eau des rivières à se remplacer complètement, est d'environ
deux semaines.
Estimation
de la profondeur et du temps de séjour des réserves d'eau de la planète :
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Estimation de la profondeur et du temps de
séjour des réserves d'eau de la planète
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Paramètre |
Équivalent en
profondeur (m)* |
Temps de séjour |
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Océans et mers |
2 500
|
~ 4000 ans |
|
Lacs et réservoirs |
0,25
|
~ 10 ans |
|
Marais |
0,007
|
~ 1 - 10
ans |
|
Canaux fluviaux |
0,003
|
~ 2 semaines |
|
Humidité du sol |
0,13
|
2 semaines - 1 an |
|
Eau souterraine |
120
|
2 semaines - 10 000 ans |
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Calottes glacières et glaciers |
60
|
10 - 1000 ans |
|
Eau atmosphérique |
0,025
|
~ 10 jours |
|
Eau biosphérique |
0,001
|
~ 1 semaine |
* Calculé comme si
l'emmagasinement était uniformément réparti sur toute la surface
de la terre.
Source : adaptée de Freez
and Cherry, p. 5. |
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D'après
le Ministère de l'Environnement du Canada - Gouvernement du Canada |
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