Ce livre décrit comment les eaux souterraines sont liées aux éléments des eaux de surface telles que les rivières, les lacs et les zones humides et fonctionnent comme un système hydrologique continu. L’échange d’eau est déterminé par les différences de niveaux d’eau, les propriétés hydrogéologiques des matériaux terrestres et le cadre géologique sous-jacent.
Les défis liés à la documentation des emplacements et des taux d’échange d’eau comprennent des différences importantes dans les voies d’écoulement et les temps de séjour de l’eau dans les systèmes d’eau souterraine et de surface connectés. Neuf encadrés, qui sont utilisés pour développer les concepts présentés dans le texte principal, présentent des études de cas comme exemples d’échange d’eau. Six exercices et solutions sont également fournis.
De multiples modèles conceptuels représentant l’échange d’eau souterraine avec des cours d’eau, des lacs et des zones humides sont présentés en coupes transversales et sur des cartes. Les types d’échange tels que l’effluent, l’influent, l’écoulement traversant, l’échange nul et les conditions mixtes sont définis et utilisés pour décrire l’échange entre les eaux souterraines et les eaux de surface. Ces conditions sont liées aux termes gain, perte, écoulement et mixte, qui sont couramment utilisés lorsque la caractéristique de l’eau de surface est au centre de l’attention, et aux termes remontée d’eau et descente d’eau qui sont utilisés par les écologistes fluviaux.
Le processus d’échange est discuté à plusieurs échelles dans des paysages de tailles variables, allant du bassin versant à l’échelle du lit du canal.
La section 5 présente les méthodes utilisées pour décrire et quantifier l’emplacement, l’ampleur et le moment de l’échange entre les eaux souterraines et les eaux de surface. Il s’agit notamment de l’utilisation des bilans hydriques, géochimiques et thermiques ; les courants d’infiltration de jaugeage des cours d’eau ; séparation des hydrogrammes ; modélisation des eaux souterraines à l’échelle du bassin ; surveillance des niveaux des eaux de surface et des eaux souterraines ; ainsi que l’utilisation de mini-piézomètres, de compteurs d’infiltration, de température de l’eau par détection locale et par télédétection ; des essais de traçage de cours d’eau et des méthodes géochimiques. Chaque méthode est décrite et accompagnée de chiffres. Les méthodes comprennent un certain nombre de documents de référence généraux disponibles sur Internet, ainsi que des références supplémentaires.
Ceux qui comprennent le lien entre les modèles conceptuels et les mesures sur le terrain de l’échange entre les eaux souterraines et les eaux de surface seront en mesure de déterminer le fonctionnement des cours d’eau, des lacs et des milieux humides naturels et touchés, et quelles mesures de préservation ou de restauration peuvent résoudre les problèmes et atteindre les objectifs.