I feltet av hydrography, Hydrobiology, hydroecology og jordiske økologi, begrepet sub-fluviale rommet betegner rommet i den elv (eller av den elv ) som er usynlig, men til stede i tykkelsen av den underliggende eller ved siden av underlaget når dette er porøs ( sedimentært volum ) eller karst og utgjør et permanent eller intermitterende habitat for arter (som tilhører stygofaunaen , som også inkluderer faunaen til mellomrommene på havbunnen) og akvatiske biocenoser ( bakterier med mer komplekse og utviklede virvelløse eller virvelløse komponenter ).
Den består i stor grad av det hyporheiske mediet ( under strøm og lav strøm ), som er mediet som eksisterer i mellomrommene til et sediment eller substrat mettet med vann. Vi snakker også om " overhead waters ".
Den underjordiske økologien har tilført "fluvial hydro" en vertikal dimensjon under bakkenivå; underfluvialrommet betraktes nå også som en ekte underjordisk biologisk korridor, funksjonelt og hydrologisk koblet til elven, men utvikler seg i en annen hastighet (vi snakker også om blått rutenett i Frankrike og Belgia).
Vitenskapen som omhandler disse miljøene er " Stygology ", med referanse til Styx , elven som krysser underverdenen i gresk mytologi. Dette ordet ble opprettet av hydrobiologen Husmann i 1971 før det ble distribuert fra 1985 av Editions EJ Brill.
Et spesialisert tidsskrift Stygologia tar for seg disse miljøene og artene som forskere finner og beskriver der.
Dette rommet består av en sakte bevegelig vannkropp. Det er veldig diskret, men når det gjelder volum, ofte mye større enn elven (under en fasjonabel elv, men som strømmer over en permeabel alluvial sone, kan den måles i kubikkilometer. Det bidrar til elvedynamikken (noen ganger betydelig i en situasjon med vann) . ' lavt vann ). og det kan i mellomrom av sedimenter eller "tomme" viktigste havneøkosystemer og biologiske samfunn dårlig oppfylles og misforstås i noen områder av verden, men virker viktig når det gjelder biologisk mangfold , som er lagt til dypere biocenoser (mer enn 5000 arter ble allerede oppført rundt 1985, i et verk med tittelen Stygofauna mundi og økosystemtjenester .
Noen arter av underfluvialrommet kan kanskje brukes som bioindikatorer for tilstanden til vanntabellene som ligger til grunn eller er relatert til elver og bekker, inkludert i karstsystemer.
Underfluvialrommet er funksjonelt knyttet til elven og til en stor del (alt som ikke er perched water table ) av alluvial sletten, og den spiller på forhånd en viktig buffersonerolle når det gjelder termisk treghet. Fra elven (veldig viktig i varme regioner).
Noen ganger spiller det også en regulatorisk rolle (eller mer sjelden skjerpende) flom og tørke .
Det kan komplisere den lokale forvaltningen av visse utilsiktede eller kroniske forurensninger, fordi det noen ganger øker treghet i tilfelle underliggende forurensning av elven av fotnedbrytbare forurensninger, eller ikke eller lite nedbrytbart (for eksempel POP) eller ikke-biologisk nedbrytbart (bly, kvikksølv, kadmium, radionuklider ...); Et forurensende stoff som raskt vil bli skylt ut på havet på en helt ugjennomtrengelig bunn, kan tvert imot vedvare i flere tiår til flere århundrer eller årtusener i det underliggende rommet, noe som kan ha negativ innvirkning på tilførselen av drikkevann eller fra et annet synspunkt. kan oppfattes som å bidra til en lavere risiko for forurensning (mer eller mindre forsinket i rom og tid) av havet.
Via aktiviteten til bakterier ( denitrifikasjon, etc.) finner betydelige vannrensinger (eller forurensninger, hvis aktuelt) sted fenomener der, spesielt for høyt oppløselige og mobile forurensende stoffer som nitrater. for Janine Gibert, Pierre Marmonier, Marie-José Dole-Olivier, spiller den underjordiske biologiske mangfoldet spesifikt for disse miljøene og deres grensesnitt ( økotoner ) "en regulatorisk rolle, og griper også inn i energifunksjonen til store elver og i kvaliteten på ressursen. i vann. Nåværende forskning er stadig mer interessert i prosessene som foregår ved grensesnittet mellom overflatevann og grunnvann. Rollen til dette grensesnittet i nedbrytningen av organisk materiale som sirkulerer i vassdrag eller i beskyttelsen av akviferer, er fremdeles å bli oppdaget. Det samme gjelder for den rollen av mikrobielle populasjoner som utvikler seg på overflaten av grus og bidrar til immobilisering av forurensende stoffer (ved uoppløseliggjøring og bioprecipitation av tungmetaller) og til beskyttelse av drikkevann reserver for dem. Fremtidige generasjoner” .
Store kunstige demninger, avledning eller dannelse av visse kanaler, pumping av ferskvann (spesielt ved senking av vannet ), drenering , vanning , tilstopping av senger etter en økning i uklarhet eller forsvinning av vann. Arter som spiller en rolle som avstenging ( lampreys for eksempel når de bygger reiret) kan forstyrre økosystemet av en under-fluvialreservoaret kupé. Forsvinningen eller, tvert imot, retur av arter som Beaver, der det kan være demninger, kan også ha en sterk innvirkning på underfluvialrommet.
Disse er generelt ikke eller dårlig tatt i betraktning, inkludert i konsekvensstudier og kompenserende tiltak.
Avhengig av tilfelle, periode og plassering, måler dette underfluviale rommet fra noen få desimeter tykt til nesten hundre meter dypt. Den kan gjennomgå betydelige geografiske og tidsmessige variasjoner knyttet til geomorfologiske prosesser som er aktive i løpet av elven.
Den består hovedsakelig av porøse akviferer ( makroporøsitet ) der vann sirkulerer, for eksempel i lag av småstein , grus , sand , flint eller til og med smuldrende leire , så snart mellomrom tillater sirkulasjon av et vannbord. Under jorden som kan fylle opp elv nedstrøms, forbli under jorden eller noen ganger havne i sjøen under lavvann.
Disse underliggende akviferer følger vanligvis elvens retning, etter tyngdekraftstrøm, generelt mye langsommere (f.eks. Mot Miribel oppstrøms Lyon, har Rhône en strømning på 1 m / s , dvs. en gjennomsnittlig strømning på 500 m 3 / s, mens dens underliggende vanntabell følger den bare med en hastighet på noen få millimeter per sekund (gjennomsnittlig strømningshastighet: 470 m 3 / t. Vann blir særlig redusert av kapillaritetsfenomener .
Dette under-fluviale rommet flyter på en ikke-ensartet måte i et ofte veldig heterogent miljø, avhengig av hindringene det møter relatert til kompleksiteten i strukturen til akviferen, generelt sammensatt av alternerende heterogene lag med varierende tykkelse og porøs.
Det er mer eller mindre sterkt eller tynt, styrt av Darcy's lov , i seg selv knyttet til substratets porøsitet og til andre parametere som den horisontale avstanden og dybden på vanntabellen i forhold til "dens" elv.
Tykkelsen på hver av de to vannmassene i hvert av disse to mediene spiller en viktig rolle i dette forholdet. Jo høyere vannstanden i en elv er, jo mer - for et like substrat - mater den vannbordet (når det er elven som mater vannbordet og ikke omvendt).
Skråningen av elven akselererer strømmen (unntatt tilstedeværelsen av demninger)
To motstridende fenomener er ofte i spill, og vil sannsynligvis bli reversert avhengig av sesong eller år:
Den strukturelle heterogeniteten til taket til den underliggende akviferen varierer også med tiden, med rytmen til flommene og - der mindre sengen fremdeles kan "vandre" i sin store seng - ved å lage nye fletter eller krøller og ved å forlate sekundære kanaler.
Kanalisering og kunstiggjøring av vassdrag har sannsynligvis i høy grad endret kvaliteten og funksjonen til de underliggende akviferer.
I tilfeller der vannmassen er veldig stor og dyp, kan differensierte vannmassebevegelser og endo-upwelling og upwelling effekter vises og forklare visse variasjoner i overflod eller endringer i arter.
Under det blå rutenettet som er synlig på bakken og fra satellitt, strømmer ofte en annen elv (underliggende rom), dypere, mye bredere og langsommere og utgjør en mosaikk av forskjellige habitater, som danner en annen biologisk korridor , usynlig bortsett fra at hulene noen ganger er veldig funksjonelle og vitale for arter ofte nylig oppdaget. Stanford og Ward, i 1993, foreslo allerede - fra et økosystemperspektiv - å betrakte dem som biologiske korridorer . De kan derfor betraktes i henholdsvis Europa og Frankrike som elementer i det paneuropeiske økologiske nettverket og det blå rutenettet, og derfor må de tas i betraktning innenfor rammen av rammedirektivet om vann (god økologisk status som skal bevares eller gjenvinnes i 2015) og i konsekvensstudier og kompenserende tiltak. Denne underjordiske vannkorridoren er ofte knyttet til elvenes tilknyttede miljøer, og det hjelper å holde dem i (hydraulisk) forhold via vanntabeltaket og dets piezometriske nivå . Den strekker seg ofte under hele den store sengen , eller til og med under hele den alluviale sletten , alltid i kontakt med overflatemiljøene (spesielt fuktige soner , på en direkte og sterk måte (kilder når det ikke er snakk om artesisk brønner).) eller diffust ( nesten horisontal gjennomtrengning via bankene), noe som bidrar til å dempe støt i miljøet (buffereffekt, inkludert når det gjelder mikroklima) og til å berike økosystemets rikdom og mangfold på den alluviale sletten.
Den overlapper delvis med undergrunnsgrottene, men er fortsatt dårlig forstått.
Det virker spesielt styrt av flere faktorer, inkludert oksygeninnholdet og temperaturen på vannet, dets pH , de fremdeles dårlig forståte biogeokjemiske prosessene i hyporheinsonen (redoks, metylering, biologisk nedbrytning, etc.) delvis avhengig av belastningen på grunnvann i biotilgjengelige oppløste stoffer (næringsstoffer eller giftige), som øker eller modererer biologisk produksjon.
Bakterielle biofilmer og nær overflaten mycelia knyttet til de dype røttene til trær eller andre planter eller til og med direkte tilførsler av plankton og bentiske organismer fra overflaten ser også ut til å spille en rolle.
Fra begynnelsen av 1990-tallet antok Stanford og Ward at som i den virkelige elven, i denne underjordiske korridoren, var det en sonering av underjordiske samfunn, fra oppstrøms til nedstrøms, som i fremtiden kunne forstås bedre, til og med forutsigbar gitt det vi vet om overflate- og geomorfologiske prosesser . Stanford og Ward mener at det også i denne korridoren er andre egenskaper knyttet til konvergenser mellom akvifer og vassdrag, langs den underjordiske korridoren, fra kilde til. De mener at økologilandskapets betydning av disse korridorene, samt tilkoblingen av prosesser langs den hyporheiske korridoren, må forstås bedre hvis man skal beskytte og gjenopprette elveøkosystemer, spesielt de som ligger i store flomletter.
Økologer skiller mellom to grupper av arter;
Generelt:
Det er fortsatt diskutert, men flere hypoteser, muligens komplementære, har blitt fremmet:
Økosystemet til en bekk eller elv handler ikke bare om vannet som strømmer på overflaten: elver er koblet til tilstøtende øyer. Derfor inkluderer bekker og elver den dynamiske hyporheiske sonen som ligger under og ved siden av hovedkanalen. Siden den hyporeiske sonen er funnet under overflatevann, kan det være vanskelig å identifisere, kvantifisere og observere. Imidlertid er den hyporeiske sonen et område med biologisk og fysisk aktivitet, og har derfor funksjonell betydning for bekk- og elveøkosystemer. Forskere bruker verktøy som brønner og piezometre , konserveringsmidler og reaktive sporstoffer, og transportmodeller som tar hensyn til fremføring og spredning av vann i både strømkanalen og i undergrunnen. Disse verktøyene kan brukes uavhengig for å studere bevegelsen av vann gjennom den hyporeiske sonen og mot strømmen, men de er ofte komplementære for å få et mer nøyaktig bilde av dynamikken i vannet i elven.