Au coeur des problématiques environnementales, l'eau est une ressource parfois très rare dont les besoins sont en constante augmentation face à l'accroissement de la population mondiale et de son niveau de vie.Comment prévoir la surabondance de l'eau en période de crues ou d'inondations ? Crues rapides comme celles qui résultent de deux ou [...] [lire le résumé du livre]
Quel est le sujet du livre "Hydrologie continentale"
Au coeur des problématiques environnementales, l'eau est une ressource parfois très rare dont les besoins sont en constante augmentation face à l'accroissement de la population mondiale et de son niveau de vie.
Comment prévoir la surabondance de l'eau en période de crues ou d'inondations ? Crues rapides comme celles qui résultent de deux ou trois jours d'averses cévenoles, ou crues lentes résultant d'une année ou plus de précipitations plus abondantes que d'ordinaire dans le cas de la Somme ou de la Seine ?
Comment assurer la qualité de l'eau potable et minimiser les risques de pollution des nappes sans connaître les processus d'infiltration de l'eau dans le sol ? Comment estimer les effets d'un reboisement sur les ressources en eau si l'on ne tient pas compte des processus d'interception de l'eau par la végétation ? Fondé sur une approche essentiellement naturaliste, ce manuel permet de comprendre et de quantifier le cheminement de l'eau, de son apport au sol sous forme de précipitations à son retour dans l'atmosphère à l'état gazeux par le processus d'évaporation. Cette connaissance indispensable permet de prévenir et de gérer les risques pouvant résulter des aménagements humains.
Cet ouvrage de référence, qui porte principalement sur les milieux tempérés, est destiné aux étudiants de géographie et de géologie de surface, et plus largement à l'ensemble des acteurs de l'environnement.
Auteurs :
Claude COSANDEY : Géographe, directrice de recherches émérite au CNRS.
Mark ROBINSON : Principal Scientific Officer à l'Institut d'Hydrologie de Wallingford. Il a publié différents ouvrages sur les conséquences hydrologiques des activités humaines, notamment sur le drainage. Il est responsable scientifique du programme Forex auquel participe Claude Cosandey.
Sommaire et contenu du livre "Hydrologie continentale"
Table des matières
Avant-propos
Introduction
Chapitre 1
3
Le cycle de l'eau et la notion de bilans en hydrologie 5
Le cycle de l'eau et les principes de calcul du bilan en hydrologie 5
~~~~ 5
Les principes de calcul du bilan en hydrologie 7
L'échelle d'espace des bilans hydrologiques: le bassin versant 9
L'échelle de temps des calculs de bilans:
le déroulement de l'année hydrologique 10
Choix d'une échelle de temps 10
L'hiver hydrologique 12
Lëté hydrologique 12
Le bilan hydrologique, outil pour l'étude des fonctionnements hydrologiques 13
Intérêt de la méthode 13
Bassins représentatifs, bassins expérimentaux 14
Problèmes et limites des méthodes de bilans 17
Conclusion 17
Bibliographie 18
PREMIÈRE PARTIE
LA PHASE AÉRIENNE DU CYCLE DE L'EAU 19
Les précipitations 21
Introduction et définitions 21
Origines et caractéristiques des précipitations 22
Mécanismes de genèse des précipitations 22
Les différents types de précipitations 25
Importance du type de précipitations
dans les études hydrologiques 28
L'inégale répartition des précipitations
dans l'espace et dans le temps 30
Inégale répartition dans l'espace 30
Inégale répartition des pluies dans le temps 33
La mesure de la hauteur d'eau précipitée 35
Les pluviomètres: problèmes de captation 36
Pluviographes 37
Pluie « météorologique» et pluie « hydrologique» 41
La mesure des phénomènes extrêmes 41
Pluie maximale probable 42
Estimation de la pluie régionale 45
Mise au point d'un réseau de pluviomètres 45
Intégration spatiale des données ponctuelles 46
Mesures radar ou satellitales 49
Analyses statistiques des données de précipitations 52
Contrôle et homogénéisation des données pluviométriques:
méthode des doubles cumuls 52
Étudefréquentielle des pluies 53
La neige 58
Hauteur de neige 58
Fonte de la neige 59
Conclusion 60
Bibliographie 60
Chapitre 2 L'interception 64
Introduction et définitions 64
Les résultats des mesures: valeurs de l'interception
Le rôle de l'interception dans le fonctionnement
Les pertes résultant de l'interception 65
Facteurs liés à la végétation 66
Facteurs météorologiques 67
Mesures et modélisation de l'interception 70
Mesures directes 70
Méthodes indirectes 72
Modélisation de l'interception 73
pour différents types de couverts 76
Interception par la végétation forestière 77
Interception des pelouses et des landes 81
Interception des plantes cultivées 81
Interception des zones urbanisées 82
Interception de la neige 82
L'interception « horizontale»
: brouillards et rosée 84
Les brouillards 84
La rosée 86
hydrologique des bassins versants 87
Modification de la répartition spatiale des précipitations
et de l'impact des gouttes de pluie 87
Conséquences de l'interception sur les bilans hydrologiques 88
D'où vient l'énergie? 91
Interception et modification du bilan hydrologique 92
Conclusion 93
Bibliographie 94
Chapitre 3 Évaporation et évapotranspiration 99 Introduction et définitions 99 Les processus physiques de l'évaporation 100 L'évaporation a besoin d'énergie 100 Pression partielle et pression de vapeur saturante 101 Déficit de saturation et humidité relative 103 L'évaporation à partir d'une nappe d'eau libre 104 Facteurs météorologiques 105 Facteurs liés aux caractéristiques physiques de la masse d'eau considérée 107 Le cas de la neige {sublimation} 109 L'évaporation à partir d'un sol nu 110 Importance de la teneur en eau du sol 110 Capillarité 111 Couleur du sol et albédo 11 2 L'évaporation à partir d'un sol couvert de végétation 112 Processus physiques de la transpiration végétale 11 3 Évapotranspiration, évapotranspiration potentielle, évapotranspiration réelle et évapotranspiration maximum 116 Facteurs intervenant dans l'évapotranspiration d'un sol couvert par la végétation 119
Mesures et modélisation de l'évapotranspiration 125
'Mesures del'Etp 125 Modélisation et calcul de l'Etp 126 Mesures de l'Etr 133 Du calcul de l'Etp à l'estimation de l'Etr 137 Différentes valeurs de l'évaporation et de l'évapotranspiration 140
Différentes valeurs de l'évaporation d'une nappe d'eau libre; Etp 140 Différentes valeurs de l'évaporation d'un sol nu 141 Différentes valeurs de l'évapotranspiration d'un sol végétalisé ; Etr 142 Conclusion 145 Bibliographie 146
DEUXIÈME PARTIE
LA PHASE SOUTERRAINE DU CYCLE DE L'EAU 149
Chapitre 4 L'eau du sol 153 Introduction 153 L'eau et le sol 154 Les différents types de liaisons entre l'eau et le sol 156 Lesforces de rétention de l'eau dans le sol 158 « Courbes caractéristiques' et hystérésis 160 Valeurs caractéristiques et réserve hydrique 162
Chapitre 5
Chapitre 6
Bases théoriques de la circulation de l'eau dans le sol 167
Potentiel hydrique total et état énergétique de l'eau dans le sol 167
Principes généraux de la circulation de l'eau
dans les sols non saturés 169
Perméabilité et conductivité hydraulique 171
Circulation de l'eau dans les sols et reconstitution
des réserves en milieu « naturel» 173
Capacité d'infiltration ou « infiltrabilité » 173
Circulation de l'eau en milieu naturel pendant la phase d'infiltration 174
Rythme annuel de la réserve hydrique 178
Mesures de la teneur en eau d'un sol 183
Mesures stationnelles 183
Mesures globales à distance: radar et images satellitales 191
Conclusion 193
Conclusion 193
Bibliographie 195
l'eau des nappes 197
Introduction 197
Les différents types de nappes 199
Aquifères, aquitards et aquicludes 199
Nappes libres et nappe~ captives 200
L'emmagasinement de l'eau dans les nappes 205
Porosité, porosité de drainage et coefficient d'emmagasinement 205
Différences de comportement des nappes libres et captives 209
Bilan de nappe 212
Écoulement des nappes 224
La loi de Darcy, expression des conditions dëcoulement dans la nappe 225
La conductivité hydraulique à saturation 227
Les écoulements des nappes vers les cours d'eau. Loi de Maillet 229
Conclusion 231
Bibliographie 232
TROISIÈME PARTIE
TRANSFERTS À L'ÉCHELLE DES VERSANTS
ET DU BASSIN VERSANT 235
De l'eau qui tombe à l'eau qui s'écoule 237
Introduction et définitions 237
Historique des idées concernant la genèse des crues 240
Principaux facteurs responsables du ruissellement 244
Ruissellement à partir de sols non saturés:
ruissellement « hortonien » et états de surface 245
Ruissellement à partir de sols saturés:
le concept d'« aires contributives saturées» 253
Du ruissellement sur les versants aux écoulements de crue:
complexité du fonctionnement à l'échelle du bassin versant 259
Relations entre ruissellements et écoulements rapides 259
Complexité dufonctionnement à lëchelle du bassin versant 266
Importance de l'identification des processus 271
Pour la prévision et la prévention des crues 271
Pour lëtude des conséquences des activités humaines 273
Conclusion 273
Bibliographie 274
Chapitre 7 Mesures et modélisation des écoulements 279
Introduction 279
La mesure des écoulements dans les cours d'eau 279
La station de jaugeage 279
La mesure des débits instantanés: les jaugeages 285
Relation hauteur 1 débit: la courbe de tarage 289
Le suivi des hauteurs d'eau 291
Transfert, dépouillement et contrôle des données 294
Estimation des débits en l'absence de mesures 296
Conclusion 297
Modélisation des relations pluies-débits 297
Introduction: Intérêt et limites de la modélisation en hydrologie 297
Différents types de modèles en hydrologie 299
Les modèles GR 301
« TopModel» 306
Modèle « conceptuellement réaliste» 309
Un exemple d'utilisation des modèles: simulation
des conséquences hydrologiques des actions anthropiques 313
Conclusion 316
Bibliographie 317
QUATRIÈME PARTIE
CONSÉQUENCES DES ACTIVITÉS HUMAINES
SUR LE CYCLE DE L'EAU 323
Chapitre 8 Barrages réservoirs
et grands aménagements hydrauliques 325
Barrages réservoirs 325
Modifications des rythmes de débits 328
Modifications des bilans dëcoulement annuel 335
Grands projets et problèmes politiques 337
Transferts à lëchelle continentale; le projet Sibaral 337
Conflits d'intérêts et problèmes frontaliers 339
Transfert des eaux du Rhône pour alimenter Barcelone 342
Les transferts d'eau virtuelle, une solution au moins partielle? 342
Conclusion 343
Biliographie 344
Chapitre 9 Conséquences sur le cycle de l'eau
des changements d'usages
dans l'espace du bassin versant 346
Introduction 346
Urbanisation et endiguement des berges 347
Urbanisation 347
Endiguements 349
Conclusion 351
Modifications des pratiques agricoles 351
Intensification des systèmes de production 351
Déprise agricole 354
Pratiques et aménagements anti-érosifs 354
Irrigation 356
Importance des prélèvements 356
Les différents systèmes d'irrigation 359
Conséquences sur les écoulements 361
SaLinisation des sols 366
Drainage agricole 366
Introduction 366
Considérations théoriques 367
Conséquences à lëcheLLe de la parceLLe 368
À lëcheLLe du bassin: importance
des travaux d'assainissement agricole 372
Le cas particulier des sols tourbeux 372
Conclusion 375
Conclusion 376
Bibliographie 376
Chapitre 10 Rôle hydrologique de la végétation:
boisement, déboisement 382
Introduction 382
Conséquences de la forêt sur l'abondance des écoulements 384
État des connaissances 385
La difficile démarche expérimentale 386
Comment la forêt intervient sur le cycle de l'eau? 390
Laforêt réduit lëcoulement annuel:
valeurs proposées par la Littérature 399
Conséquences'de la forêt sur les rythmes d'écoulement 402
Sur les crues 402
La forêt, soutien d'étiage? 410
Conclusion 412
Bibliographie 413
Conclusion de la quatrième partie 422
Conclusion générale 423
Table des figures 425
Table des tableaux 430
Index 431
Avis clients
Avis clients sur Hydrologie continentale - armand colin - U
(Ils sont modérés par nos soins et rédigés par des clients ayant acheté l'ouvrage)
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