Bassin des Grands Lacs et du Saint-Laurent

Le bassin hydrographique des Grands Lacs et du Saint-Laurent est composé d'une chaîne de lacs reliée par des émissaires qui en drainent les eaux jusqu'au lac situé plus en aval dans le bassin ou, dans le cas du lac Ontario, jusque dans le Saint-Laurent puis dans l'océan Atlantique.

Les niveaux d'eau sont calculés en fonction du Système de référence internationale des Grands Lacs de 1985 (SRIGL 1985), un système de référence verticale adopté en janvier 1992 à la place de l'ancien (SRIGL 1955). Le zéro du SRIGL 1985 est établi à Rimouski, au Québec, à l'embouchure du Saint-Laurent. Les niveaux d'eau du bassin des Grands Lacs et du Saint-Laurent sont mesurés par rapport aux niveaux d'eau moyens de ce site.

Le lac Supérieur est le lac le plus en amont, et son altitude topographique de référence est de 183,2 mètres. Ses eaux se déversent dans le lac Huron par l'intermédiaire de la rivière St. Marys. Cette altitude baisse d'environ 0,1 mètre dans la partie supérieure de la rivière, sur les 22 premiers kilomètres. Ensuite, dans les rapides St. Marys, elle chute d'à peu près 6,5 mètres sur une distance d'environ 1 kilomètre. La baisse ultérieure, qui est de quelque 0,6 mètre, se produit dans la partie aval de la rivière, entre les rapides et le lac Huron. Un barrage de régulation, des écluses et des dérivations régulent le débit sortant du lac Supérieur depuis 1921.

Les lacs Michigan et Huron sont raccordés par le large et profond détroit de Mackinac et, du point de vue hydrologique et hydraulique, sont traités comme un seul lac. Le zéro hydrographique (ou zéro des cartes) est fixé à 176 mètres pour ces deux lacs dont la décharge s'effectue via la rivière Sainte-Claire, qui fait descendre l'altitude topographique de 1,6 mètre jusqu'au lac Sainte-Claire (zéro hydrographique à 174,4 mètres) et de la rivière de Détroit, qui la fait baisser de 0,9 mètre à l'arrivée au lac Érié (zéro hydrographique à 173,5 mètres). Le débit de ces deux rivières dépend du niveau des lacs d'amont et d'aval.

TL'émissaire naturel des eaux du lac Érié est la rivière Niagara, qui se jette dans le lac Ontario, dont l'altitude se situe à quelque 99 mètres plus bas que celle du Lac Érié. Une baisse d'environ 95 mètres se produit entre le début des cascades, en amont des chutes Niagara et les rapides inférieurs, à près de 10 kilomètres en aval des chutes. Un ouvrage de régulation aménagé entre la rive canadienne et Goat Island permet de maintenir, dans le bassin Chippawa-Grass Island, un niveau d'eau suffisant pour produire de l'électricité et assurer le débit minimum requis dans les chutes. Cet ouvrage n'est pas utilisé pour réguler le niveau du lac Érié.

Le lac Ontario, avec un zéro hydrographique à 74,2 mètres, est le plus bas des Grands Lacs en altitude. Les eaux qui en sortent sont régulées depuis 1960, année du parachèvement des ouvrages régulateurs du Projet hydroélectrique du Saint-Laurent. Entre le lac Ontario et le lac St. Lawrence, un réservoir artificiel constitué derrière les barrages hydroélectrique et régulateur aménagés en amont de Cornwall, l'altitude diminue d'environ 1,7 m. Le débit sortant du lac Ontario dans le lac St. Lawrence est modulé par l'ouvrage de régulation et l'écluse d'Iroquois.

À ces barrages et aux écluses Eisenhower et Snell, la rivière perd environ 26 mètres d'altitude avant de déboucher dans le lac Saint-François, dont le zéro hydrographique est à peu près à 46 mètres. Après une série de lacs, de chenaux et d'écluses, le zéro hydrographique du fleuve s'établit à 5,6 mètres au quai numéro 1 de Montréal. Sur les 272 kilomètres qui séparent Montréal de Québec, le fleuve descend ensuite de quelque 7,5 mètres en altitude, le zéro hydrographique étant de -2 mètres à Québec (SRIGL 1985).