D’énormes quantités de sédiments, ou de sable et de boue, ont coulé dans les voies navigables de Houston lors de l’ouragan Harvey en 2017, en partie à cause des modifications apportées par les humains aux bayous, aux rivières et aux ruisseaux au cours du siècle dernier, qui pourraient avoir un impact sérieux sur les futures inondations et être coûteuses. la ville de Houston.
Une nouvelle analyse réalisée par des chercheurs en géologie de l’Université de Houston a révélé que 27 millions de mètres cubes de sédiments, soit l’équivalent de 16 Astrodomes, se sont déplacés dans 12 voies navigables de Houston et dans les réservoirs Addicks et Barker au cours de Harvey, le plus grand événement pluvieux de l’histoire des États-Unis.
Après la tempête, jusqu’à cinq pieds de sédiments se sont accumulés dans le canal maritime de Houston, ce qui a coûté 350 millions de dollars pour le draguer jusqu’à sa profondeur d’avant Harvey. Du 25 au 31 août 2017, selon l’étude, la quantité de sédiments déplacés à travers Houston était équivalente à environ 40 % des sédiments rejetés chaque année dans le golfe du Mexique par le fleuve Mississippi.
« Nous avons trouvé une forte corrélation entre la modification des cours d’eau et le contournement des sédiments par ces cours d’eau », a déclaré Andrew Stearns, premier auteur correspondant de l’étude, publiée dans la revue Géologie. Il a mené une grande partie des travaux tout en obtenant sa maîtrise dans le laboratoire de Julia Wellner, auteur collaborateur et professeur agrégé de géologie au Collège des sciences naturelles et des mathématiques de l’UH.
Le redressement des rivières, un type de modification artificielle des cours d’eau, est une technique d’ingénierie utilisée pour raccourcir la distance jusqu’à l’océan et augmenter le débit de l’eau, ce qui réduit les inondations dans les zones environnantes. Le redressement peut être aussi mineur que l’élimination de la végétation des berges ou aussi extrême que le remplacement des berges et du fond du canal par du béton. La technique a été utilisée sur les voies navigables de Houston dans les années 40 et 50 et a ouvert des zones de développement pour des maisons et des bâtiments supplémentaires. Cependant, comme l’ont constaté les auteurs de l’étude, une conséquence involontaire est qu’une plus grande quantité de sédiments se déplace également vers l’aval.
« Notre étude fournit aux décideurs politiques des informations vitales pour la gestion des sédiments dans les bassins versants urbains. Peu d’attention a été accordée à la gestion des sédiments, mais elle a de grandes implications pour la ville elle-même et peut s’avérer très coûteuse lorsqu’elle est omise d’un plan de bassin versant », a ajouté Stearns. .
Lui et les chercheurs rapportent que les dépôts de sédiments au cours de Harvey ont diminué les capacités de rétention des réservoirs Addicks et Barker d’environ 1,2 % et 1,6 % respectivement.
« Si Harvey devait se reproduire aujourd’hui, il y aurait moins de place pour l’eau dans les réservoirs Addicks et Barker en raison des sédiments laissés par Harvey », a déclaré Wellner. « C’est là l’importance : les sédiments occupent de l’espace qui n’est plus disponible pour l’eau. »
Stearns utilise le lac Houston comme exemple. Un grand banc de sable a récemment émergé de l’eau, à l’endroit où la fourche ouest de la rivière San Jacinto se jette dans le lac, près de Kingwood. Le Corps des ingénieurs de l’armée américaine a dragué le haut de la barre à plusieurs reprises ces dernières années. « Si vous avez ce gros tas de sédiments qui bloquent l’écoulement de l’eau vers le lac, l’eau a moins de place pour s’écouler », a-t-il déclaré. « Lors des inondations, l’eau contourne cette barre de sédiments et pénètre dans la maison de quelqu’un. »
L’équipe de recherche a utilisé le lidar, ou détection et télémétrie par la lumière, une technologie de télédétection qui mesure l’élévation de la surface du sol, pour parvenir à ses conclusions, en plus de certaines observations au sol. Le Lidar leur a permis de déterminer le changement d’altitude entre l’avant et l’après-tempête en raison du mouvement des sédiments.
Causes du mouvement massif des sédiments
Stearns a déclaré qu’il y avait beaucoup de sédiments dans les cours d’eau en raison de facteurs aggravants du déluge de pluie et des modifications humaines de l’environnement environnant.
« Nous avons constaté que 75 % de Houston a reçu plus d’un mètre de pluie en cinq jours », a-t-il déclaré. « Lorsque vous obtenez presque vos précipitations annuelles en si peu de temps, cela va déplacer rapidement de grandes quantités de sédiments. »
Que les humains aient créé ou contribué à davantage de sédiments, Stearns et Wellner affirment que c’est probable. Parce que l’étalement urbain a recouvert les prairies et les espaces verts naturels de béton imperméable, davantage d’eau s’écoule dans les égouts et éventuellement dans les bayous environnants. Et avec des terres plus développées, les taux d’érosion sont également plus élevés, ce qui contribue à la sédimentation.
« Avec plus de précipitations, plus de ruissellement et plus d’érosion, vous déplacez davantage de sédiments dans les bayous et les rivières », a déclaré Stearns.
Informations destinées aux décideurs politiques sur un sujet de recherche émergent
L’équipe espère que leur étude amènera les chercheurs et les décideurs politiques à collecter régulièrement des données sur le mouvement régional des sédiments, non seulement en raison du coût élevé du dragage des sédiments hors des voies navigables, comme dans le chenal des navires, mais également en raison de l’impact potentiel. cela pourrait provoquer des inondations dans la région de Houston. En outre, ils souhaitent que les décideurs politiques prennent conscience de l’impact que le redressement des rivières peut avoir sur le mouvement des sédiments.
« Cette étude n’est que le début de la compréhension du mouvement des sédiments dans les environnements urbains », a déclaré Stearns. « Avec la technologie actuelle, nous ne pouvions voir qu’au-dessus de l’eau, mais il existe également de nombreuses possibilités d’observer le mouvement des sédiments sous-marins. »
Shuhab Khan, professeur de géologie à l’UH, et Jerome Kendall de l’Université du Nouveau-Mexique sont les auteurs contributeurs de l’étude.
Plus d’information:
Andrew I. Stearns et al, Acheminement des sédiments dans une vallée incisée pendant l’ouragan Harvey (2017) à Houston, Texas, États-Unis : implications pour la sédimentation moderne, Géologie (2023). DOI : 10.1130/G51312.1