Abstracts
Résumé
Quatre filières de rétention et d’infiltration des eaux de ruissellement situées sur la route départementale 45 (RD 451) dans le Bas-Rhin constituent l’objet de l’étude. Chaque filière est composée : d’un bassin de rétention étanchéifié et équipé d’un « peigne végétal », d’un bassin d’infiltration végétalisé et équipé de plaques lysimétriques qui permettent de récupérer les eaux infiltrées à 25 et 50 cm de profondeur et d’un piézomètre/qualitomètre pour le suivi qualitatif et quantitatif de la nappe (mesure des concentrations en hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et en métaux). Enfin, une station météorologique in situ donne accès aux paramètres climatiques et permet ainsi de déterminer les flux de ruissellement, d’infiltration, d’évaporation, d’évapotranspiration et d’évapoconcentration. Suite aux différents épisodes pluvieux, la capacité d’infiltration des bassins perméables reste excellente, aucun colmatage n’ayant été observé. Les végétaux implantés se sont bien développés et leur rôle de filtre est constaté pour la fraction particulaire en surface. L’analyse de la qualité des eaux de surface et infiltrées, relevées mensuellement, met en évidence la présence de HAP et de métaux (aluminium, baryum et plomb). Les eaux de la nappe rhénane au droit du site étudié sont quant à elles dépourvues de HAP; cependant il est à noter la présence d’aluminium et de baryum, entre 30 et 130 µg∙L‑1. Les prélèvements ont permis de mettre en évidence l’absence d’écotoxicité des eaux qui s’infiltrent en aval de la filière no 3 sur deux niveaux trophiques de l’écosystème souterrain, et sur des organismes d’eau de surface. Des préconisations méthodologiques et instrumentales sont faites afin d’accroître le champ des connaissances techniques et scientifiques concernant la structure, le rôle et le fonctionnement des bassins d’infiltration d’eaux routières ainsi que les interactions entre différentes matrices (sol, végétal et liquide) qui les composent.
Mots-clés:
- Eaux routières,
- ruissellement,
- traitement,
- bassin d’infiltration,
- écotoxicité,
- HAP,
- métaux,
- plantes
Abstract
Four stormwater basins located alongside a country road (Bas-Rhin, France) and designed to mitigate runoff road water pollution have been studied. Each system consists of a storage basin, designed to prevent infiltration and equipped with a “planted area”, followed by a planted infiltration basin. Collection of infiltrating water (25 cm and 50 cm depth) is achieved with draining lysimeters. Piezometers were set up to perform groundwater qualitative and quantitative analyses (Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and metal concentrations only). Climate parameters were measured in situ by a weather station, which allowed computation of runoff, infiltration, evaporation, evapotranspiration and evapoconcentration fluxes. No clogging could be observed after rain events, as shown by excellent infiltration capacity measurements. Plants developed well and the surface particulate phase was visually observed to be well sieved by this system. Monthly sampling revealed the presence of PAHs and metals (aluminium, barium and lead) in surface and infiltrated water, yet only aluminium and barium (30-130 µg∙L‑1) could be detected in groundwater right below the stormwater basins. Ecotoxicity tests performed on infiltrating water showed no adverse effects on two groundwater ecosystem trophic levels as well as surface water organisms. Methodological and technical guidelines are provided to enhance technical and scientific knowledge on road water infiltration systems. Structure, role, functioning of these systems as well as interactions among soil, plant and water within them could thus be better understood.
Key Words:
- Road runoff,
- stormwater basin,
- treatment,
- infiltration,
- ecotoxicology,
- PAH,
- metals,
- plants
Appendices
Références bibliographiques
- Banque nationale d’Accès aux Données sur les Eaux Souterraines (ADES). www.ades.eaufrance.fr (consultation le 22 janvier 2015).
- BERNDTSSON J.C. (2014). Storm water quality of first flush urban runoff in relation to different traffic characteristics. Urban Water J., 11, 284-296.
- CHOCAT B., J.L. BERTRAND-KRAJEWSKI et S. BARRAUD (2007). Eaux pluviales urbaines et rejets urbains par temps de pluie. Techniques de l'ingénieur, W6800, 1-19.
- CITEAU L. (2008). Transfert eaux-sols-plantes de micropolluants : état des connaissances et application aux eaux de ruissellement urbaines. Rapport d’étude INRA, réalisé pour l’Agence de l’Eau Seine Normandie (AESN), France, 49 p.
- MANGANI G., A. BERLONI, F. BELLUCCI, F. TATÀNO et M. MAIONE (2005). Evaluation of the pollutant content in road runoff first flush waters. Water Air Soil Pollut., 160, 213-228.
- PAGOTTO C. et M. LEGRETU (1999). Evaluation of polluant loadings in the runoff water from a major rural highway. Sci. Total Environ., 235 (1-3), 143-50.
- PENMAN H.L. (1948), Natural Evaporation from Open Water, Bare Soil and Grass, Proc. Royal Soc. London A, 193, 120-145.
- REVITT D.M., R.B.E. SHUTES, R.H. JONES, M. FORSHAW et B. WINTER (2004). The performances of vegetative treatment systems for highway runoff during dry and wet conditions. Sci. Total Environ., 334, 261-270.
- ROHWER C. (1931), Evaporation from Free Water Surface, USDA Tech. Bull., 217, 1-96.