Des chercheurs de l’Université du Massachusetts à Amherst ont récemment publié une étude dans la revue Eau PLOS qui se concentre sur le bassin versant de Sudbury-Assabet et Concord dans l’est du Massachusetts, et qui relie les changements hydrologiques, y compris les inondations, la sécheresse et le ruissellement, à l’évolution des modes d’utilisation des terres.
« Nous vivons tous dans un bassin versant », déclare Timothy Randhir, professeur de conservation de l’environnement à UMass Amherst et auteur principal de l’article. « Nous modifions constamment notre paysage, transformant ce qui était autrefois des forêts en routes, parkings et arrière-cours. Nous changeons le paysage d’un paysage qui était autrefois hydrologiquement résistant à un paysage qui pousse l’eau en aval. »
Mais il peut être difficile de voir les liens complexes entre les changements dans l’utilisation des terres et les changements dans le cycle hydrologique. Par exemple, une grande partie du Massachusetts est maintenant soumise à la situation paradoxale dans laquelle la sécheresse estivale succède aux inondations printanières. S’il y a suffisamment d’eau supplémentaire pour inonder les rues des villes de l’État, il devrait rester suffisamment d’eau souterraine pour boire, arroser les pelouses et maintenir le niveau des ruisseaux et des lacs ?
C’est là qu’intervient la pensée comme un bassin versant. « Chaque goutte de pluie a deux voies lorsqu’elle tombe », explique Randhir. « Il peut soit s’écouler de la terre dans un ruisseau, soit s’infiltrer dans le sol et s’écouler lentement jusqu’à la nappe phréatique. »
Mais en goudronnant de vastes étendues de terre, en enterrant les marécages et les zones humides et en canalisant les rivières, nous avons rendu beaucoup plus difficile l’infiltration de la pluie dans le sol, augmentant ainsi le risque de sécheresse. Dans le même temps, tout ce ruissellement se déverse dans les ruisseaux et les rivières, qui à leur tour se transforment en déluge à mesure qu’ils grondent en aval, alimentés par encore plus de ruissellement à mesure qu’ils progressent.
Pour rendre visibles les liens entre l’utilisation des terres et les effets hydrologiques, et pour projeter ces effets dans l’avenir, Randhir et son étudiante diplômée, la première auteure Ammara Talib, se sont concentrés sur le bassin versant de Sudbury-Assabet et Concord dans l’est du Massachusetts, une zone qui intègre à la fois les zones rurales et la banlieue de Boston.
La paire a introduit des données historiques décrivant l’évolution de l’utilisation des terres dans un modèle qui a projeté les tendances pour les années 2035, 2065 et 2100. L’équipe a ensuite introduit les résultats du modèle d’utilisation des terres dans un modèle hydologique appelé Hydrological Simulation Program-FORTRAN. .
Ce qu’ils ont découvert, c’est que d’ici 2100, la superficie forestière totale diminuera de 51 % et les zones imperméables (routes et stationnements) augmenteront de 75 %. Ces changements augmenteront le débit annuel des cours d’eau de 3 %, tandis que le ruissellement augmentera de 69 % par an. Tout ce ruissellement accru signifiera plus de terre végétale et d’autres solides dans l’eau (une augmentation de 54 %) et des augmentations de 12 % et 13 % des concentrations de phosphore et d’azote, respectivement.
Mais rien de tout cela ne doit arriver.
« Nous pouvons planifier l’avenir à l’échelle du bassin versant », déclare Randhir, par une planification urbaine qui met en œuvre les meilleures pratiques pour des mesures d’utilisation des terres durables et spécifiques au site. Celles-ci peuvent inclure la création de jardins pluviaux, l’utilisation de chaussées perméables dans les grands parkings et l’utilisation de rigoles végétalisées pour ralentir le ruissellement.
« Le bassin versant est une signature de la santé du paysage », déclare Randhir. « La qualité de vie dans un paysage particulier dépend du fonctionnement du bassin versant. »
Plus d’information:
Ammara Talib et al, Effets à long terme du changement d’affectation des terres sur les ressources en eau dans les bassins versants en cours d’urbanisation, Eau PLOS (2023). DOI : 10.1371/journal.pwat.0000083