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Revue des effets potentiels du changement climatique sur la qualité des eaux de surface.

A review of the potential impacts of climate change on surface water quality.

P. G. WHITEHEAD, R. L. WILBY, R. W. BATTARBEE, M. KERNAN & A. J. WADE
Hydrological Sciences Journal
21 déc 2009

Il est maintenant accepté que le changement climatique imputé à l’homme est inévitable. Les impacts potentiels sur la ressource en eau ont été l’objet de beaucoup d’attention mais, en comparaison, peu de choses sont connues sur les évolutions de la qualité de l’eau. Les changements estimés de la température de l’air et des pluies affecteraient le débit des rivières et par conséquent, la dilution des produits contaminants. Une augmentation de 1 à 3°C des températures a déjà été observé sur les 100 dernières années dans les grands fleuves européens telles que le Rhin et le Danube. L’augmentation de la température de l’eau modifiera les réactions chimiques, les processus bactériologiques et combinés avec la détérioration de la qualité, l’état écologique de l’eau douce. Avec l’augmentation des crues, s’ajouteront des changements de la puissance du courant et du dépôt des sédiments, ainsi donc que le capacité à altérer la morphologie des rivières et le transfert des sédiments vers les lacs, ce qui impactera les milieux d’eau douce dans les lacs et cours d’eau. Cet article analyse de tels impacts au travers des études de la qualité de l’eau de surface du Royaume-Uni. Les scénarios approuvés suggèrent l’arrivée de sécheresses plus fréquentes en été, ainsi que des crues éclairs, ce qui causera des rejets incontrôlables pour les aires urbaines. L’invasion par des espèces invasives est hautement probable, étant donné que les migrations des espèces au Royaume-Uni s’adaptent à l’évolution des températures et des régimes hydriques. Les été plus chauds et les plus faibles pluies entraineraient des débits plus faibles, avec une vitesse réduite,  et une eau qui reste plus longtemps dans les rivières et les lacs, ce qui favorisera les proliférations d’algues toxiques et réduira l’oxygénation. Les nutriments relargués par l’agriculture (et en particulier le nitrate) ou issus des stations de traitement des eaux usées risquent être moins dilués. Les rivières de montagnes pourrait voir augmenter le carbone organique dissout, dont les concentrations ont doublé au Royaume-Uni depuis les années 1980, et voir l’eau devenir marron. Cela nécessiterait une action de traitement de l’eau par les plantes pour prévenir la toxicité des ressources d’eau pour le public. Les tempêtes qui clôturent les périodes de sécheresse emporteront les nutriments des zones urbaines et rurales ou généreront des infiltrations acides dans les captages d’eau. Les réponses au changement climatique, telles que l’utilisation croissante de biocarburants, ou des technologies de du carbone, auront un intérêt fort quant à la qualité de l’eau.

 

Abstract :

It is now accepted that some human-induced climate change is unavoidable. Potential impacts on water supply have received much attention, but relatively little is known about the concomitant changes in water quality. Projected changes in air temperature and rainfall could affect river flows and, hence, the mobility and dilution of contaminants.

There has already been a 1–3°C temperature rise over the past 100 years in large European rivers such as the River Rhine and the River Danube. Increased water temperatures will affect chemical reaction kinetics, bacteriological processes and, combined with deteriorations in quality, freshwater ecological status. With increased flows there will be changes in stream power and, hence, sediment loads with the potential to alter the morphology of rivers and the transfer of sediments to lakes, thereby impacting freshwater habitats in both lake and stream systems. This paper reviews such impacts through the lens of UK surface water quality. Widely accepted climate change scenarios suggest more frequent droughts in summer, as well as flash-flooding, leading to uncontrolled discharges from urban areas to receiving water courses and estuaries. Invasion by alien species is highly likely, as is migration of species within the UK adapting to changing temperatures and flow regimes. Hotter summers and lower rainfall could increase lower flows, reduced velocities and, hence, higher water residence times in rivers and lakes will enhance the potential for toxic algal blooms and reduce oxygenation. Nutrients released from agriculture (especially Nitrate-N) or from sewage treatment works could be less diluted. Upland streams could experience increased dissolved organic carbon,  which concentrations have doubled across the UK since the 1980s, with water colour becoming increasingly brown., requiring action at water treatment plants to prevent toxic by-products entering public water supplies. Storms that terminate drought periods will flush nutrients from urban and rural areas or generate acid pulses in acidified upland catchments. Policy responses to climate change, such as the growth of bio-fuels or carbon removal technologies at power stations utilizing amines, will further impact freshwater quality.

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