LE DEBIT :
Le débit représente un volume d'eau écoulé par unité de temps, généralement exprimé en m3/s.
Le courant qui est associé au débit est un agent d'érosion, de transport et de restitution des matériaux du bassin versant, des organismes benthiques et des substances dissoutes (planctons, substances diverses, pollutions ...).
LES HAUTEUR D 'EAU :
Elles correspondent à la hauteur d'eau en mètre au dessus ou au dessous de la retenue normale dite RN (niveau d'eau réglementaire assurant le passage des bateaux) caractéristique du bief étudié.
Les fluctuations des cotes d'eau influencent fortement les milieux aquatiques, car la hauteur d'eau a un impact sur la pénétration de la lumière et donc la stimulation de la photosynthèse des végétaux et organismes primaires à la base des réseaux trophiques.
P H :
Le Potentiel Hydrogène a une échelle de valeur allant de 0 à 14 et est utilisé pour mesurer le degré d'acidité.
L'eau pure dite neutre a un pH égal à 7. Le pH suit un cycle circadien : maxima le jour, minima la nuit. Il est en général plus élevé l'hiver et diminue l'été.
Le pH est un facteur physique qui participe au même titre que la conductivité, l'alcalinité, la température à la répartition des organismes dans les écosystèmes aquatiques. Ainsi pour une reproduction piscicole acceptable, le pH doit être compris entre 6,5 et 8,5.
Le pH dépend de la géologie, de la géochimie des roches et de l'activité biologique des sols du bassin. L'activité biologique peut modifier le pH dans les systèmes aquatiques. Le déversement d'effluents industriels peut aussi entraîner des fluctuations du pH des cours d'eau.
LA TURBIDITE :
Ce paramètre est un indicateur de la transparence de l'eau. Il influence donc, directement, le développement d'organismes primaires et indirectement le réseau trophique. C'est une réduction de la transparence d'un liquide due à la présence de matière non dissoute. Elle se mesure en NTU (Nepthotélométric Turbidity Unit).
L 'OXIGENE DISSOUS :
Il s'agit de la teneur en oxygène dissous dans l'eau. La solubilité de l'oxygène dans l'eau est dépendante de la température, de la pression et de la salinité. La concentration en oxygène dans l'eau est le bilan d'activités de production (photosynthèse) et de consommation (respiration).
L'(O2) constitue un indicateur de l'activité biologique, plus particulièrement de la photosynthèse et permet d'évaluer les capacités auto épuratoire de la rivière (oxydation). Il varie avec les pluies, les chutes d'eau (barrages), l'activité biologique ou biochimique.
Les faibles températures favorisent la dissolution des gaz et à l'inverse les températures élevées la limitent. La teneur théorique maximale d'oxygène dissous dans l'eau est de : 11,25 mg/L à 10°C; 8,25 mg/L à 25°C. Il existe donc naturellement des variations annuelles et journalières importantes de ce paramètre.
La teneur en oxygène commande fortement la vie aquatique. On considère que celle-ci est, d'un point de vue de la fonction biologique, perturbée dès que la concentration passe en dessous de 5 mg/L et des mortalités piscicoles sont à redouter en dessous de 3 mg/l. De plus, le processus de dégradation des matières organiques et de l'ammoniaque par autoépuration naturelle nécessite une teneur suffisante en oxygène dissous. Les chutes rapides en oxygène nécessitent une adaptation immédiate et provoquent un stress violent. Des variations nycthémérales importantes d'oxygène dans l'eau, peuvent provoquer des mortalités de poissons.
TEMPERATURE :
La connaissance de la température de la Marne fournit des indications sur l'activité biologique et biochimique des organismes aquatiques pour deux raisons essentielles :
1- La température influence directement la réaction de dissolution de l'oxygène dans l'eau c'est à dire plus l'eau est froide plus la dissolution est importante. Or l'oxygène, aussi bien pour les organismes terrestres et aquatiques, est à la base du processus respiratoire. Ainsi la température de l'eau fournit des indications importantes sur la santé du milieu aquatique. Une bonne oxygénation des eaux se situe au dessus de 5 mg/L, les mortalités piscicoles apparaissent au dessous de 3 mg/L.
2- La température influence aussi le développement et la reproduction des organismes aquatiques. En effet, les poissons, les larves d'insectes (etc...) sont poïkilothermes (ou hétérothermes : leur température varie en fonction de celle du milieu). Leur métabolisme ne fonctionne que dans des intervalles plus ou moins précis de températures. C'est pourquoi, les poissons comme les insectes ont une activité fortement ralentie pendant la période hivernale.
La température fournit donc des indications importantes sur le développement, la reproduction et l'activité des organismes aquatiques.
NITRATE :
Ou (NO3-) proviennent de la dégradation de l'azote ammoniacal (évolution en nitrites, puis en nitrates). Ils sont utilisés essentiellement comme engrais. Indicateur de l'activité agricole ils proviennent en grande partie de l'amont. Présent dans les sols cultivés, sa teneur dans l'eau varie avec les précipitation et les saisons. Ce paramètre ne doit pas dépasser 50 mg/l pour la production d'eau potable.
Leurs origines peuvent être très diverses : minéralisation de la matière organique, engrais azoté, fumier, eaux usées domestiques et industrielles.
NITRITE :
(NO2-) résultent d'une oxydation bactérienne de l'ammoniaque ou de la réduction des nitrates. L'azote ammoniacal représente les ions ammonium (NH4+) de l'eau. Il permet une estimation de la pollution azotée réduite dans l'eau.
Les nitrites sont rarement d'origine naturelle. Un cours d'eau non pollué ne comporte normalement ni nitrites ni ammoniaque. Ils sont issus des rejets des stations d'épuration, de l'activité agricole, des ruissellements urbains et de diverses industries.
LES SULFATES :
Ou (SO4 2-) peuvent être trouvés dans presque toutes les eaux naturelles. L'origine de la plupart des composés sulfates est l'oxydation des minerais de sulfites, la présence de schistes, ou de déchets industriels.
Le sulfate est un élément important des composés dissous dans l'eau de pluie. Le sulfate peut être attaqué par une bactérie qui le réduit en sulfure d'hydrogène (H2S) pouvant se transformer aisément en acide sulfurique corrosif pour les réseaux d'assainissement.
LES CHLORURES :
Les formes les plus répandues des chlorures dans l'environnement sont le chlorure de sodium (NaCl), le chlorure de calcium (CaCl2) et le chlorure de potassium (KCl).
Les chlorures peuvent avoir une provenance naturelle (altération et lessivage des roches sédimentaires), agricole (irrigation, drainage), industrielle (industrie pétrolière, agro-alimentaire...) ou urbaine (salage des routes, rejets domestiques).
LES MATIERES EN SUSPENTION :
MES ou les résidus secs représentent les éléments solides non dissous dans l'eau. Elles ont une incidence sur la composition chimique des eaux car leur surface peut concentrer certains produits dissous par des phénomènes d'adsorption ou d'échange d'ions. De plus, la plupart des micro-organismes de l'eau (bactéries, virus) peuvent se fixer sur leur surface.
Une forte concentration de MES peut engendrer des impacts négatifs sur le milieu :
augmentation de la turbidité,
colmatage des fonds par leur dépôt,
irritation des branchies des poissons (développement bactérien et viral sur les branchies).
En régime hydrologique moyen, les MES proviennent principalement des eaux usées urbaines et industrielles et du plancton. En revanche, en période de crue, l'érosion des sols du bassin versant est souvent à l'origine d'une grande part des MES.