Eau souterraine et eau de surface : en contact permanent

Les eaux du sous-sol ont un lien direct avec celles de surface. Les cours d'eau sont alimentés par le ruissellement (lors des fortes pluies), mais surtout par les nappes souterraines. Cette contribution aux rivières concerne tous les bassins versants mais elle varie beaucoup selon le cours d'eau (de 30 à 80 % ¹) et selon l'année. En été par exemple, les apports en eau de pluie sont plus faibles. Les rivières sont donc principalement pourvues par l'eau de la nappe ce qui permet d'atténuer l'étiage. A l'inverse, en cas de fortes précipitations, la nappe déborde telle une éponge gorgée d'eau, et, le sol ne peut plus absorber le surplus qui vient grossir les rivières ². Ce type de scénario entraîne des inondations comme celles survenues à Redon, l'hiver 2001.

La qualité de l'eau superficielle, de même que le débit des cours d'eau, dépend des contributions superficielles et souterraines en eau. On constate que les eaux souterraines situées dans les couches profondes du sous-sol sont moins touchées par les pollutions diffuses que celles de surface ³. En effet, on peut distinguer deux niveaux de nappes dans le sous-sol. Dans une première couche de 1 à 40 mètres de profondeur, l'eau s'infiltre au sein de roches altérées ; en prise directe avec la pollution, elle peut montrer des teneurs en nitrates supérieures à 100 mg/l. Dans le compartiment plus profond, elle circule dans des fractures riches en bactéries et parfois en minéraux, les pyrites, qui peuvent éliminer les nitrates (le phénomène peut toutefois être éphémère car la pyrite est progressivement consommée par la réaction). Ainsi en Bretagne, seuls 4 à 6 % de ces eaux présentent des teneurs en nitrates supérieures à la concentration maximale autorisée de 50 mg/l. De même, 3 % des quantités d'eaux pompées en profondeur dépassent la valeur réglementaire en pesticides soit 0,1 microgramme par litre.
En période estivale, comme la contribution en eau souterraine est plus forte, de manière générale, la qualité de l'eau est meilleure qu'en hiver ⁴. De plus, le phénomène d'élimination chimique et biologique des nitrates est particulièrement actif à cette saison. Et comme il pleut moins, l'apport de polluants par le lessivage des terres cultivées est moins important.