Défindlon des paramètres hydrologiques vue e l'instrucfio réglement ire ires prélèvements, rejets, et ouvrages ans e Morvan SE

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1 Défindlon des paramètres hydrologiques vue e l'instrucfio réglement ire ires prélèvements, rejets, et ouvrages ans e Morvan SE DIRECTION RÉGIONALE DE,t L'ENVROKINEMENT BOURGOGNE

2 SE r Ce document a été conçu pour donner aux agents de la Police de l'eau accès aux différentes variables hydrologiques dont ils peuvent avoir besoin dans le Morvan. H a été réalisé dans le cadre d'un stage d'ingénieur hydrologue à la DIREN Bourgogne et résulte d'une analyse critique des données disponibles sur la zone. Nous espérons qu'il remplira son rôle et facilitera le travail de la Police de l'eau. Il fait partie d'un travail plus général de révision critique des données hydrométriques en Bourgogne. De nombreuses stations ont été analysées et des débits nouveaux publiés. L'utilisation de documents antérieurs à 995 doit être faite avec prudence. Une mise à jour du document sur les débits de référence publié en octobre 994 est envisagée pour 999. L

3 Le module Art. L du 29 juin 984 : "Tout ouvrage à construire dans le lit d'un cours d'eau doit comporter des dispositifs maintenant dans ce lit un débit minimal garantissant en permanence la vie, la circulation et la reproduction des espèces qui peuplent les eaux au moment de l'installation de l'ouvrage ainsi que, le cas échéant, des dispositifs empêchant la pénétration du poisson dans des canaux d'amenée et de fuite. Ce débit minimal ne doit pas être inférieur au dixième du module du cours d'eau au droit de l'ouvrage correspondant au débit moyen interannuel, évalué à partir des informations disponibles portant sur une période minimale de cinq années, ou au débit à l'amont immédiat de l'ouvrage, si celui-ci est inférieur. Toutefois, pour les cours d'eau ou parties de cours d'eau dont le module est supérieur à 80 mètres cubes par seconde, des décrets en Conseil d'etat pourront, pour chacun d'eux, fixer à ce débit minimal une limite inférieure qui ne devra pas se situer en dessous du vingtième du module. L'exploitant de l'ouvrage est tenu d'assurer le fonctionnement et l'entretien des dispositifs garantissant dans le lit du cours d'eau le débit minimal défini aux deux alinéas précédents." Afin d'estimer le module en tout point des cours d'eau du Morvan, la carte ci-jointe donne les valeurs des débits moyens interannuels spécifiques par zone. Pour déterminer le module au droit d'un ouvrage, il faut : définir la zone dans laquelle l'ouvrage se situera. calculer la superficie du bassin versant drainé en ce point. multiplier cette aire par la valeur indiquée sur la carte. Sne bassin versant se trouve sur plusieurs zones, il faudra calculer dans chaque zone le pourcentage de superficie du bassin versant et pondérer chaque calcul par ce pourcentage. Exemple: Un bassin versant de 20 km 2 se trouve à 0 % sur une zone où le module spécifique est 26 /s/km2, 25 A sont sur une zone où le module spécifique est 5 /s/km 2 et 65 % sur une zone dont le module spécifique est 6/s/km 2. Alors le module au point considéré sera : (IP) = 0.*26* *5* *6*20 = 205 /s Q(m3/s)=Q/000

4 REGION BOURGOGNE Module spécifique Zone d'étude STATIONS GEREES PAR LA DIREN BOURGOGNE STATIONS GEREES PAR LA DIREN CENTRE A GRANDS LACS DE SEINE et DIREN BOURGOGNE STATIONS USINES (EDF) 0 STATIONS FERMEES 5 valeur du débit spécifique d'étiage en lis/km 2 Nathalie Fau DIRECTION REGIONALE Dé L' ENVIRONNEMENT BOURGOGNE SERVICE DE L'EAU ET DES MILIEUX AQUATIQUES

5 Le débit ide réf'érence 'étiage Décret du 29 mars 993 : En ce qui concerne la nomenclature des installations, ouvrages, travaux et usages des eaux superficielles, les déclarations ou autorisations s'appliquent de la façon suivante: "Au sens présent du titre, le débit de référence du cours d'eau s'entend comme le débit moyen mensuel sec de récurrence 5 ans ci-après dénommé le débit Prélèvement et installations et ouvrages permettant le prélèvement, y compris par dérivation dans un cours d'eau, dans sa nappe d'accompagnement ou dans,un plan d'eau ou canal alimenté par ce cours d'eau ou cette nappe: D'un débit total égal ou supérieur. à 5 '% du débit ou à défaut du débit gldbàl' d'alimentation du canal ou du plan d'eau D'un débit total compris entre 2 et 5 % du débit ou à défaut du debit global d'alimentation du canal ou du plan d'eau Rejet dans les eaux superficielles susceptible de modifier le régime des eaux, la capacité totale du rejet étant: Supérieure ou égale à 0000 m3/j ou à 25 %o du débit Supérieure à 2000 m /j ou à 5 % du debit mais inférieure à 0000 m /j et 25 % du débit,, Afin d'estimer le débit de référence en tout point des cours d'eau du Morvan, la carte ci-jointe donne les valeurs des débits moyens mensuels secs de récurrence 5 ans spécifiques par zone. Pour déterminer ce débit au point considéré, il faut définir la zone dans laquelle l'usage se situe. calculer la superficie du bassin versant drainé en ce point multiplier cette aire par la valeur indiquée sur la carte Si le bassin versant se trouve sur plusieurs zones, il faudra calculér dais chaque zone le pourcentage de superficie du bassin versant et pondérer chaque calcul par ce pourcentage. Exemple: Un bassin versant de 20 km2 se trouve à 5% sur une zone où le débit d'étiage spécifique est 8 /s/km2, 30% sont sur une zone où le débit d'étiage spécifique est 5 /s/km2 et 55% sur une zone dont le débit d'étiage spécifique est.5 Vs/km2. Alors le débit d'étiage au point considéré sera: Q(/s) = 0.5*8* *5* *.5*20 = 70.5 Q(m3/s)=Q/000 Sur la zone, ces valeurs remplacent celles de l'encart publié en octobre, 994 et diffusé largement aux services de la Police de l'eau.,

6 REGION BOURGOGNE Etiage quinquennal spécifique Zone d'étude STATIONS GEREES PAR LA DIREN BOURGOGNE STATIONS GEREES PAR LA DIREN CENTRE A GRANDS LACS DE SEINE et DIREN BOURGOGNE STATIONS USINES (EDF) 0 STATIONS FERMEES 5 valeur du débit spécifique d'étiage en i/s/km 2 Nathalie Fau DIRECTION REGIONALE DE/ L'ENVIRONNEMENT BOURGOGNE SERVICE DE L'EAU ET DES MILIEUX AQUATIQUES

7 Les débits de crue La construction d'un ouvrage sur un cours d'eau est toujours précédée d'une étude d'impact. En particulier, la crue de projet doit être déterminée afin de dimensionner les évacuateurs de crue et de s'assurer que les règles de sécurité sont respectées. La fréquence de la crue de projet est généralement de 04 pour les ouvrages menaçant la sécurité publique. Pour les ouvrages plus petits, la fréquence de la crue de projet est choisie selon des critères économiques. Il apparaît que celle-ci est voisine de 0-3 en général. Ces crues très rares sont difficiles à évaluer. Aussi a-t-on choisi de définir le débit de pointe maximal de fréquence de retour 0 ans, sachant qu'il existe une méthode probabiliste permettant d'en déduire une valeur approchée des crues plus rares. Dans le Morvan, le débit de pointe de crue décennale dépend uniquement de la surface de bassin versant drainée. Pour le déterminer en un point, il suffit de mesurer le bassin versant et de se reporter au graphique ci-joint ou d'appliquer la formule suivante: Q0=0.58* S0.84 Pour ensuite obtenir les valeurs des débits de crue plus rares, il est suggéré d'appliquer la méthode du gradex. Ceci revient à effectuer les opérations suivantes: pour déterminer le gradex A, et à partir de l'exploitation des données hydrométriques fiables du Morvan, on utilisera la formule A= 0.04*surface du BV+.4. On pourra aussi se reporter à l'abaque "gradex" page suivante pour déterminer le gradex A en fonction du bassin versant. les débits de crues plus rares de période de retour T se calculent de la façon suivante: QT=Q 0-A*Ln(ln(--)/ln(0.9)) Le coefficient ln(ln(-t -)/(n0.9)) est égal à pour T=00 ans, -4.6 pour T=000 ans, et pour T=0000 ans. Ainsi la pointe du débit de crue centennale peut être estimée à Q00=Qo+2.35 *A. De même, la pointe de débit de crue de fréquence 0-3 est Q 000=Q 0+4.6*A et la pointe de débit de crue de fréquence 04 est Qm000 Q0+6.96*A. Exemple: On veut déterminer la crue de projet d'un bassin versant de 0 km 2. Celle-ci est estimée à la crue de récurrence 000 ans. On se reporte donc aux deux graphiques de détermination du débit de pointe de crue décennale Q io et du gradex A. Qio=3.2 m3/s A=.5 La crue de fréquence 0-3 est donc Q000=Qio+2.35*A soit Q 000= *.5=0 m 3/s. Mais la crue de récurrence 20 ans sera Q 20=Q 0-A*n(ln(-20 -)/n(0.9)), soit Q20=4.3 m 3/s. É

8 am em e D mi lm lm me am ma Re ems mi mu Mil - Gradex en fonction de la superficie du bassin versant./ Ill III III III III Il I I I I III I I II I I III I I III I I II I I III II I Il. I I I II I I I I III I I I II I I rri- T i- i- rr r Ti r - Till -- - I I I III I II. I Il I III I I I I I Il II I I I III I I I I I I I I I I III I I II I Il I I I Il I I Ill r r -r I r- r- r t -r -r r r -r -i i - - I I iii tilt I ii ti t i i i ilpi t l I iii titi i I ii it I ii ti I i lit lit titi ti ii I iii I I t Ili titi t I i i i ii il lit I H > ,--- I I III I Il I I Il II I I I Il I I I III II I III I.. Il I I III I Il I III, I Il III I I I- _. _ -I I- /.. _ -I I t I_ L- I- - -I- J. _I - I i l.i. I Il I Ill I Il I I I I I Ill I Il I I I I I I Il I. II I III I, I LI_J. J_J I I t. I I -._ I L L J_ gradex = 0.04BV +.4 R2 =0.94 tilt itti l I I lit mi I I I I I ttii I lit I I I t itt I I I I - - r t- - -I- 4 -t -t I- - - t 4 - -I t t - - -l- II I I I Il ll! m I I I Il I II I II ittt I I I il litt -I I- I- - -I I I I P I I I I I t I I I I I I I II I I I II I Il I I I I Jttt LLLL J_J._l_l LL.L.. I_J_I_I_ I I I I t I I I I Ill I Il Il l III I Il Il III I I Il III I Il Il III Il Il III il I I Ill I I I Il Ill I I t I tilt t I t t i tilt t i i i t titi t i t i il tilt t l iiii I i i i rrri---t r rrrl-- 7 "I - -I - I I I I I Il I I I Il, I I Il I I Il I I I. I I Il I I I Il l l I ' Il I- r r t - -t -t - -I r - r -r - -i -t - - I i I i I titi I i i t titi I i I I I I titi I I i I I i lm I I I I l i i i titi I I I l mi I I t -t --- I I- -I H --I I I --I - - I Il I I I Il I Il I I I Il I I I I I l I I I I I I I Il I I I Il I I I I- I I I I- _ -I - - _- I I l I I Il I I Il I I III I l I I Il I I III. I Il I I I L_L L L _I _Li _- L.._t -l r Superficie du bassin versant en km2

9 TEE TEE - MI MI Mal Débits de crue décennale instantanés en fonction du bassin versant Aire du BV A 0 Débit de crue décennale al" o 22/06/998