Alors que la durée du jour diminue à l’automne, la saison hivernale fait son apparition, commençant par des matinées glaciales, des températures inférieures au point de congélation et, avant que nous ne nous en rendions compte, les précipitations se transforment en neige et en glace, enveloppant la nature de leur étreinte glaciale. Tout gèle un jour ou l’autre sur le chemin glacé de l’hiver, et la dynamique entre l’eau et la sédimentation se déploie, révélant l’impact profond des chutes de neige saisonnières et de la formation de glace sur les processus hydrologiques au sein de l’écosystème.
Lorsque l’eau d’une rivière gèle en hiver, certains de ses aspects chimiques et biologiques sont modifiés car elle peut geler sur plusieurs centimètres d’épaisseur, voire jusqu’aux sédiments du fond 1. Cela entraîne un ralentissement de l’écoulement de l’eau, ce qui se traduit par une concentration élevé de molécules dans l’eau en raison du manque de dilution et du dépôt de sédiments fins qui seraient autrement en suspension dans l’eau qui coule plus vite (turbulente) 1. La couverture de glace empêche également les échanges gazeux entre la surface de l’eau et l’atmosphère, ce qui entraîne un appauvrissement en oxygène et peut provoquer ce que l’on appelle la « mort des poissons », c’est-à-dire leur suffocation due au manque d’oxygène dans les lacs 1.
Photo de Claire Johnson.
Comme vous l’avez peut-être remarqué, nos hivers ont récemment été irréguliers, la neige et la glace se battant avec des températures fluctuantes, provoquant un schéma de gel et de fonte tout au long de l’hiver. La phase de fonte a des effets dramatiques sur les bassins hydrographiques, car les eaux de ruissellement provenant de la fonte de la neige et de la glace s’écoulent toutes en même temps dans les canaux d’eau, contribuant à une surcharge d’eau s’écoulant rapidement, ce qui provoque l’érosion des sédiments dans les canaux fluviaux, pouvant conduire à une altération complète du paysage 1. Ce phénomène entraîne également une augmentation significative du niveau des eaux, de sorte que les inondations peuvent constituer une préoccupation majeure pendant cette période de fonte. Un autre facteur qui amplifie ce processus est le sédiment gelé qui augmente le taux de ruissellement en raison de son imperméabilité (incapacité d’infiltration de l’eau)2.
Sussex, NB. Photos via Luke DN B. 29 février 2024.
L’augmentation du ruissellement s’accompagne également d’une augmentation des polluants ou des contaminants transportés par le ruissellement dans le bassin versant, ce qui contribue à une hausse de la concentration des polluants dans l’eau. Une autre menace importante pour les bassins versants est l’excès de sels de voirie qui est également transportés par les eaux de ruissellement et déversés dans les ruisseaux et les rivières, ce qui entraîne des niveaux de salinité dépassant la tolérance des espèces aquatiques d’eau douce. La ville de Moncton s’est attaquée à ce problème en s’associant à Canards Illimités en 2015 pour détourner le flux des eaux de ruissellement des décharges de neige vers une zone humide artificielle afin de retenir et de filtrer les sels et les polluants de l’eau avant qu’elle n’entre dans le bassin versant de la Petitcodiac, et elle a déjà constaté une augmentation de 20 % de la qualité de l’eau avec une réduction des sels, des hydrocarbures, des métaux et d’autres sédiments toxiques 3.
La zone humide aménagée lors de sa construction et la plate-forme de déversement de neige située au-dessus. (Photo d’Adam Campbell). https://www.cbc.ca/news/canada/new-brunswick/moncton-wetland-project-1.7138391
Pendant la fonte des glaces et de la neige à la fin de l’hiver et au début du printemps, la couverture de glace de la rivière commence à se briser sous la pression de l’élévation du niveau de l’eau et libère des morceaux en aval, mais certaines zones d’un bassin versant peuvent présenter des différences de température, de taux de fonte, de profondeur, de pente et d’écoulement de l’eau, qui peuvent toutes influer sur la formation d’embâcles 4. Les embâcles sont une accumulation de glace qui ne peut pas se déplacer vers l’aval en raison d’un blocage, ce qui peut provoquer une érosion sédimentaire drastique car la pression de l’écoulement de l’eau sur la glace peut forcer la glace à découper de grandes zones des berges et des lits des rivières et éventuellement modifier l’écoulement de l’eau et créer de nouveaux canaux d’eau 4. Cela peut conduire à des inondations plus extrêmes si la glace est bloquée pendant une période prolongée et augmenter l’instabilité et l’érosion des berges 4. Au Nouveau-Brunswick, 70 % de tous les dommages enregistrés à la suite d’inondations sont dus à des embâcles 4.
Embâcle de glace. (https://www.ausableriver.org/blog/how-do-ice-jams-form)
L’évolution complexe entre le gel et le dégel de l’hiver a de profondes répercussions sur notre bassin hydrographique. L’écoulement des cours d’eau gelés et la libération éventuelle de la neige et de la glace nous rappellent l’équilibre délicat des systèmes hydrologiques de la nature. Les températures fluctuantes et les conditions météorologiques incohérentes des derniers hivers soulignent la vulnérabilité de nos cours d’eau aux changements brusques. Lorsque la glace fond et que les rivières se remplissent d’eau de ruissellement, les risques d’érosion, d’inondation et de concentration de polluants augmentent, ce qui pose des problèmes importants pour les habitats naturels et les infrastructures humaines. C’est pourquoi les organisations comme la nôtre doivent surveiller la qualité de l’eau, car la compréhension de cette dynamique est essentielle pour des efforts de conservation éclairés et des pratiques de gestion durable de l’eau, garantissant la résilience de nos écosystèmes en réponse au désordre incessant de l’hiver.
Références:
1 Regional Aquatics Monitoring Program (RAMP). (n.d.). Factors Affecting Water and Sediment Quality: Winter Conditions. http://www.ramp-alberta.org/river/water+sediment+quality/factors/erosion.aspx
2 Niu, G.-Y., & Yang, Z.-L. (2006). Effects of Frozen Soil on Snowmelt Runoff and Soil Water Storage at a Continental Scale. Journal of Hydrometeorology, 7(5), 937– 952. https://doi.org/10.1175/JHM538.1
3 Rudderham, H. (2024). Moncton effort to protect waterways from road salt gets encouraging results | CBC News. CBC. https://www.cbc.ca/news/canada/new-brunswick/moncton-wetland-project-1.7138391
4 The New Brunswick Subcommittee On River Ice, Environment Canada NB, Inland waters Directorate, Department of Environment. (2011). New Brunswick River Ice Manual. https://www2.gnb.ca/content/dam/gnb/Departments/env/pdf/Publications/RiverIce Manual.pdf