Quelques études statistiques^{1, 2} sur les crues estivales sont disponibles au Service de l'hydrométrie. Ces études ont surtout cherché à isoler des crues estivales issues d'averses unitaires. Une averse unitaire donne naissance à une crue de montée rapide, de débit de pointe important et de décrue régulière; idéalement elle correspondrait à une pluie nette d'une durée de deux (2) heures qui produirait une lame ruisselée de 25 mm distribuée uniformément sur le bassin. Le graphique 5 donne un exemple de deux hydrogrammes issus d'une pluie réelle dont l'hyétogramme est tracé en parallèle.


Graphique 5 : hydrogrammes de ruissellement

Une étude récente plus poussée³ du Service de l'hydrométrie a porté sur de petits bassins (15-400 km2) de l'Estrie et des Bois-Francs. L'analyse d'averses de type unitaire a identifié deux facteurs principaux, la pente moyenne et le couvert forestier qui expliquent la réponse d'un bassin à une pluie.

Pour un bassin donné dont on connaît la pente moyenne et le pourcentage du couvert forestier, le graphique 6 nous permet de calculer le temps de réponse (TR); soit le laps de temps après le début d'une averse où le débit maximum est atteint, et le temps de base de la réponse initiale (TB), soit le temps total de la crue proprement dite. Les durées en heures sont indiquées sous forme d'isocourbes.


Graphique 6 : connaissant la pente et le couvert forestier, on peut estimer graphiquement le temps de réponse (TR) et le temps de base de montée(TB)

On trouvera en appendice avec les stations hydrométriques, les valeurs correspondant au couvert forestier exprimé en pourcentage (variant généralement entre 40% et 100%), et à la pente moyenne (variant entre 0,05% et 0,95%). Cette pente n'est pas calculée de la même façon que nous le faisons pour les descentes des rivières. On ne considère ici que le tronçon central du cours d'eau en excluant les dix pourcent (10%) de la partie inférieure et les quinze pourcent (15%) de la partie supérieure du tronçon considéré. Comme il s'agit ici de longs tronçons, la pente moyenne est généralement plus faible que les pentes calculées pour les descentes sportives.

Pour une même pluie, le tableau suivant indique la réponse de trois rivières voisines :

stationpenteforêtTR (heures)TB (heures)
Beaurivage 0234010,48%44%8:1222:18
Etchemin0233010,40%63%9:0026:48
Chaudière0234020,14%64%15:3632:48

L'accroissement de la pente moyenne accélère le temps de réponse tout comme elle raccourcit le temps total de la crue. Au contraire, le couvert forestier sert d'accumulateur. Il retarde le temps de réponse et allonge le temps total de la crue. Il a d'autant plus d'influence sur le temps de réponse que la rivière est pentue.

Après une pluie providentielle du vendredi soir, on choisira de descendre l'Etchemin le samedi et la Chaudière le dimanche. Comme la pente moyenne a une forte corrélation avec la longueur de la rivière, on choisira de descendre d'abord une section en amont plutôt qu'une section en aval : la Haute Montmorency ou la rivière des Neiges avant le bas de la Montmorency par exemple.

L'intensité de la pluie, en volume et en brièveté, peut accélérer le temps de réponse tout en raccourcissant la durée de la crue. On a vu des rivières décupler (x 10) en une seule journée. Si l'averse est discontinue et étalée dans le temps, le temps de réponse sera retardé et la durée de la crue allongée.

Pour une pluie donnée, l'accroissement du débit sera directement proportionnel au bassin versant. Mais comme les différentes catégories de débit (bas, moyen, haut) sont également proportionnelles au bassin versant, la crue résultante aura le même effet d'un bassin à l'autre. Si le débit était bas avant la pluie, il deviendra moyen après la pluie, peu importe le bassin, ceci à condition qu'il ne s'agisse pas d'une pluie très localisée.

L'effet d'une pluie sur le débit présent d'une rivière est fonction des conditions antécédentes de pluie. S'il n'a pas plu depuis quinze jours, toute l'eau sera absorbée par la terre, et elle ne produira aucune augmentation significative du débit. Par contre des pluies successives à une journée d'intervalle produisent les crues les plus intéressantes. La terre étant saturée par la première pluie; les averses subséquentes verront une plus grande part de leur précipitation se transformer en ruissellement.