La réduction des dommages -
Gestion des eaux pluviales

Le drainage urbain

Les effets de l'urbanisation sur le drainage des eaux pluviales se manifestent par la modification de la qualité, du débit de ruissellement et du volume d'eaux pluviales qui entrent dans le réseau naturel de drainage. En milieu urbain, le ruissellement n'est plus retenu par les petites dépressions mineures, la couverture végétale ou les voies naturelles et indirectes suivies auparavant par les eaux de surface. En fait, le débit du ruissellement augmente en raison de toute la surface imperméable construite qui aboutit directement aux égouts et aux canaux de drainage plus efficaces. Ces tuyaux et canaux peuvent acheminer le ruissellement vers les milieux récepteurs plus rapidement qu'avant le développement du bassin.

Les surfaces imperméables réduisent également la surface disponible par où la pluie peut s'infiltrer. Cette réduction des infiltrations d'eau dans les sols peut provoquer l'abaissement de la formation aquifère, et même réduire la quantité d'eau souterraine qui alimente les cours d'eau pendant les périodes de faible niveau.

La figure ci-dessus montre un hydrogramme type du ruissellement urbain. Il illustre bien que le débit de pointe des cours d'eau en milieu urbain survient plus rapidement et avec plus d'amplitude qu'avant l'urbanisation. La diminution du débit après une tempête est plus rapide sur la courbe « milieu urbain ». Cet accroissement rapide du débit cause également une érosion accrue des berges des cours d'eau, car le courant est plus rapide. 

Outre la modification des caractéristiques de drainage, on observe une altération de la qualité de l'eau. Le ruissellement en régions urbaines contribue à la pollution par un apport de nutriments, de bactéries, de sédiments, de métaux lourds, d'huiles, de graisses, et, au printemps, d'abrasifs routiers.

La « première chasse » est un phénomène au cours duquel le ruissellement en début de tempête ramasse les polluants sur les surfaces du bassin, comme les routes et les terrains de stationnement, ainsi que les dépôts d'égout, où ils se sont accumulés depuis la dernière tempête. Lorsque ces polluants sont lavés dans les égouts, le degré de pollution des eaux pluviales diminué pour le reste de la tempête.

Dans les localités canadiennes un peu anciennes, les eaux pluviales et les eaux usées sont transportées par un même réseau vers une station de traitement, d'où elles seront évacuées vers le milieu récepteur. Pendant les pluies intenses, la capacité des tuyaux et de la station de traitement est souvent dépassée. Le mélange d'eaux usées et d'eaux pluviales reflue donc dans les canalisations, ce qui inonde les routes et les sous-sols. Pendant ce temps, la majeure partie de l'eau dans les tuyaux contourne la station de traitement et se retrouve directement dans le milieu récepteur.

Dans les localités plus récentes, on utilise des canalisations séparées pour les eaux pluviales et les eaux usées. Les canalisations d'eaux usées sont reliées à la station de traitement, tandis que les canalisations d'eaux pluviales se déversent directement dans les cours d'eau. Pendant une précipitation majeure, les canalisations d'eaux pluviales peuvent quand même s'engorger et provoquer l'inondation des sous-sols et des routes. En général, les eaux pluviales sont moins polluées que les eaux d'égout. Dans certaines localités, on utilise des étangs de décantation afin de faire un premier traitement des eaux pluviales.

Application des techniques de gestion des eaux pluviales

La gestion des eaux pluviales a beaucoup évolué au cours des dernières années, au point où elle nécessite une planification détaillée et multidisciplinaire afin d'assurer la protection de la vie humaine, de la propriété et des milieux récepteurs naturels que sont nos cours d'eau et nos lacs. Les trois éléments de base de cette planification sont le plan de gestion du bassin hydrographique, le plan du sous-bassin hydrographique et le plan de gestion des eaux pluviales. Si l'on veut que la gestion des eaux pluviales soit efficace, il faudrait que ces trois éléments soient coordonnés et intégrés directement au processus de planification municipale.

Les plans de gestion du bassin hydrographique sont des stratégies complètes qui établissent des objectifs globaux de gestion des eaux pour l'ensemble d'un bassin hydrographique. En premier lieu, le plan documente et examine les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques du bassin. Ces renseignements servent ensuite à définir les utilisations existantes et potentielles de l'eau. On évalue et choisit par après les buts généraux, les objectifs, les méthodes et techniques de contrôle pour chaque bassin, afin de protéger et bonifier les eaux réceptrices.

Les plans officiels établissent les objectifs et les politiques que les municipalités emploient pour orienter le développement. Ces plans doivent contenir les objectifs de gestion des eaux pluviales établis dans le plan de gestion du bassin hydrographique. La municipalité doit s'engager à avoir une approche globale à toutes les étapes de la planification de l'occupation des sols.

Les plans du sous-bassin hydrographique décrivent les exigences en matière de gestion des eaux pluviales dans un sous-bassin. À partir des informations contenues dans le plan de gestion du bassin hydrographique, ces plans indiquent les moyens nécessaires à la régularisation des eaux pluviales, comme l'infiltration, les tranchées, les dépressions longitudinales (terres basses) ou les étangs d'eaux pluviales. Ce niveau de planification se fait à la même échelle que les plans de quartier (secondaires), lesquels sont plus spécifiques pour certains points, comme l'occupation des sols et les corridors de transport. L'élaboration intégrée de ces deux plans assure l'optimisation de toutes les ressources au sein de ce sous-bassin.

Pareillement, les plans de gestion des eaux pluviales et le plan de lotissement devraient être élaborés conjointement. Dès le début de la planification du lotissement, on devrait tenir compte de la gestion des eaux pluviales, car elle peut influencer grandement le morcellement des terrains, les chaussées et autres services.

Un autre concept de gestion des eaux pluviales comprend des réseaux mineur et majeur de drainage. Le réseau mineur est le réseau « commode » de drainage qui transporte l'eau lors des pluies fréquentes. Le réseau majeur comprend les rues, dépressions et canaux ouverts qui peuvent transporter l'eau lors des inondations importantes mais peu fréquentes.

Les réseaux mineurs de drainage comprennent les canalisations en surface (simples ou doubles) qui transportent les eaux pluviales. Bien que le réseau mineur soit considéré par la plupart comme le premier moyen d'évacuation des eaux pluviales, comme nous l'avons mentionné, il ne transporte qu'une faible partie de toute la pluie qui tombe pendant une tempête extrême. Ces réseaux sont conçus pour transporter les eaux pluviales associées aux tempêtes dont la période de récurrence est de 2 à 10 ans. On pourrait installer des canalisations de plus grand diamètre pouvant recevoir les eaux pluviales associées à des tempêtes encore plus violentes mais moins fréquentes; toutefois, ces tuyaux seraient immenses et leur installation serait très coûteuse.

Le but d'un réseau majeur de drainage est de transporter les eaux pluviales résiduelles de manière ordonnée. Le ruissellement désordonné provoque l'érosion des terrains, inonde les sous-sols, endommage les fondations par l'accumulation des pressions hydrauliques, et inonde les routes.

Les réseaux majeurs de drainage sont conçus pour une crue centenaire. Ils constituent la méthode la plus rentable pour accroître la capacité de drainage d'une région donnée.

Dans un tel système, on retient pour une courte période les eaux pluviales afin de les relâcher de manière contrôlée au moment opportun. Comme réservoirs, on utilise des étangs de rétention (humides), de retenue (secs) et d'infiltration, les toits plats des édifices commerciaux, les grands terrains de stationnement, les rues locales et les artères, ainsi que des silos ou des réservoirs souterrains.

Les étangs sont un bon moyen de gérer les eaux pluviales, en raison de leur grande capacité de rétention. Il y a deux types d'étangs, à savoir les étangs dits secs et les étangs dits humides. Les étangs secs sont, on s'en douterait, habituellement à sec; ils retiennent l'eau pour de courtes périodes seulement, et ils la relâchent vers un milieu récepteur par un exutoire dont le débit est contrôlé. Les étangs humides contiennent toujours de l'eau, et ils retiennent les eaux pluviales jusqu'à ce que leur capacité soit dépassée; l'eau déborde alors vers un milieu récepteur. Ce sont des réservoirs de stockage à long terme, et, par conséquent, le temps de rétention y est long. Les étangs humides assurent aussi l'alimentation des nappes souterraines.

Quant aux réservoirs que sont les toits, les terrains de stationnement, les rues et les structures souterraines, ils servent à retarder le ruissellement ou à réduire le débit vers les réseaux mineur et majeur. Toutefois, si on envisage d'utiliser cette technique, il faut adjoindre à ce type de réservoir un régulateur du débit. S'il y a lieu, on devrait aussi installer un évacuateur de trop-plein pour les situations d'urgence.

ll existe d'autres méthodes de modification du drainage urbain. Par exemple, on peut assurer l'alimentation des nappes souterraines en utilisant des matériaux de pavage poreux sur les routes et les stationnements. Dans les quartiers d'habitation, on peut, avec de bonnes techniques d'aménagement paysager et l'emploi de certains matériaux de construction, constituer des réservoirs discrets faisant partie du réseau majeur de drainage.

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