Sommaire de la présentation. Les causes et l importance de l érosion Notre relation avec la rivière Étude de cas: la rivière Bulstrode Conclusion

Transcription

1 & Le rôledes sédiments dans la dynamique d une rivière Présenté par Patrice Leroux, ing. Le 18 mars 2017

2 Sommaire de la présentation Les causes et l importance de l érosion Notre relation avec la rivière Étude de cas: la rivière Bulstrode Conclusion

3 Hydrologie: les crues et les étiages Effetde la géométrieet de l hydrographie sur les crues

4 La rivière et le transport de sédiments Bassins-versant: processus de transfert des débits liquide et solide. Stockage temporaire du débit solide (sédiments) Artificiel: ex: barrages Naturel: ex: bancs d accumulation Source: Malavoiet al. (2011), d aprèssear (1996)

5 L eau et le processus naturel d érosion

6 Pourquoi la rivière érode et dépose les sédiments La rivièremodifieson lit et sessections transversalesenréponseà toute perturbation modifiant son debit et/ou sa charge sédimentaire Apport en sediments (debit solide) Puissance du cours d eau: Capacitéà transporter des sediments (débit liquide et vitesse) Balance de Lane 1955 Qinx Sin= Qoutx Sout Ce que nous dit cette équation, c est que toute modification de l un de ces paramètres dans une rivière engendra un déséquilibre qui engendra une modification sur l un ou voir même les trois autres paramètres ici

7 L érosion en image Des effets de méandrage Des remblais Des glissements et décrochages

8 La sédimentation en image

9 Pourquoi est-ce important? À quoi ça sert? Font partie intégrante du fonctionnement des écosystèmes fluviaux Création d habitats hétérogènes pour biodiversité = meilleure adaptation de l écosystème face aux perturbations Rechercher équilibre morphologique suite à des perturbations à l intérieur de leur territoire ou causé par les changements climatiques Optimisation du débit fluvial et sédimentaire Dissipation de son énergie lors des crues ( puissance vs sédiments doivent se balancer) Si sédiment > puissance = sédimentation; ex: embouchure fossé agricole et cours d eau Si puissance > sédiment = érosion; ex: sortie réseau pluvial

10 Le bon et le mauvais cholestérole Distinction à faire entre les bons sédiments (dynamique naturelle) et les mauvais sédiments (ruissellement excessif en provenance des champs et/ou des sols perturbés/dénudés ) qui ont un impact négatif sur la qualité de l eau. Contrairementà nous, iln existepas de pilulemagiquepour aider la rivière avec son mauvais cholestérole Clef pour les mauvais sédiments : Briser la connectivité entre les champs et les cours d eau, particulièrement au printemps. Miseen garde: Réduire la charge sédimentaire sans réduire le ruissellement (débit) n est pas une solution viable! cela produira un déséquilibre dans la relation puissance/sédiment de la rivière et celle-ci devra éroder ces berges pour se rééquilibrer!

11 Pourquoi est-ce important? À quoi ça sert? Cependant, l opinion publique considère généralement que l'érosion des berges est un processus qui doit être arrêté ou réduit au minimum afin de créer une stabilité paysagère et économique. Développement urbain à l intérieur des zones inondables Production agricole

12 De la constatation à la cause des problèmes Cependant, les berges stables ne sont pas la norme L'érosion des berges fait partie intégrante du transfert de sédiments, de l'évolution des cours d'eau et de la durabilité des écosystèmes aquatiques et terrestres. Le problèmen est pas que la rivièreérodecesberges, maisplutôtque nous sommesvenuss établir à l intérieur de son corridor de liberté!

13 Quelles sont les solutions actuelles utilisées et leurs impacts Stabilisation mécanique des berges Reprofilage Enrochement Génie végétal ex: Enrochement: Empêche l approvisionnement en sédiments de la rivière perturbe l équilibre entre le débit liquide et solide (balance de Lane) engendre possiblement une érosion accrue du lit, et presque assurément de l érosion plus en aval Stérilisationde la bande riveraine = biodiversité, température de l eau et aucune possibilité d absorption des nutriments Solution dite curative (ou band-aid )

14 Quelles sont les solutions actuelles utilisées et leurs impacts Enlèvement des sédiments (entretien actuel des cours d eau agricoles) Dragage Technique du 1/3 inférieur (technique viable pour les fossés seulement) Coût entre 15 à 30K$/km linéaire Comme nous l a démontré le vidéo, c est une très mauvaise idée de jouer avec le lit du cours d eau! Il faut arrêter cette technique

15 Étude de cas: la rivière Bulstrode Problématiques Ensablement dans le réservoir Beaudet Perte de sol, glissement de terrains, érosion des berges à l intérieur du secteur agricole de son bassin versant Drainage, modification du réseau hydrographique du bassin versant Augmentation des débits de pointe Solution envisagée: dragage du réservoir $$$ Nécessaire? Oui (structure en cours d eau = sédimentation) Est-ce que l on peut réduire la fréquence du dragage?

16 Étude de cas: Approche de Objectifs caractérisation Déterminer/estimer le «débit critique» de la rivière = généralement le débit plein bord Évaluer la récurrence actuel de ce débit Évaluer le potentiel de laminage à l intérieur du bassin versant afin de restaurer ce débit à une récurrence de 2 à 3 ans selon la viabilité technique et économique.

17 Approche de caractérisation: détermination du débit plein bord Étude hydrologique sommaire Analyse fréquentiel des débits Station hydrométrique (réservoir Beaudet) Détermination du débit plein bord Évaluation de la période de retour du débit plein bord

18 Approche de caractérisation: Évaluation du potentiel de laminage de la crue Détermination du volume/superficie de retenue nécessaire afin de laminer les débits de pointes Analyse cartographique des secteurs potentiels pour la mise en place de structures de retenu à l extérieur des cours d eau Visite terrain afin de valider l analyse cartographique et la viabilité économique et technique

19 Approche de caractérisation: Évaluation du potentiel de laminage de la crue L importance de la localisation des zones de retenues à l intérieur du bassin versant Source: Manuel de conception des ponceaux, MTQ (2004)

20 Résultats sommaire Log Pearson Station Chance Tr Q sans laminage % année m³/s 99 1, , , , , Le débit plein bord est estimé à 70 m³/s Sa fréquence de retour est d environ 1 fois/année Selon la figure de laminage, environ 20% du BV devrait être converti en milieu humide! Attention! Il y a beaucoup d incertitudedanscetteanalyse préliminairesimplifiée. Des visitesterrains serontnécessairespour raffiner l analyse

21 Conclusion L érosion et le transport fluvial de sédiment sont des composantes naturelles et essentielles de la dynamique des rivières La géomorphologie d une rivière est dynamique La rivière modifie son lit (agradation/dégradation = pente) ainsi que son ratio (A/P = érosion des berges) afin d optimiser son débit fluvial et sédimentaire en réponse à toute perturbation survenue à l intérieur de son bassin versant Jouer avec le lit d une rivière (ex: dragage) est un jeux dangereux, car l ampleur/l endroit des conséquences est extrêmement difficile à prévoir La stabilisation systématique des berges l est également surtout si faite via un enrochement

22 Conclusion: Bulstrode La rivière Bulstrode est en processus de rééquilibrage hydrogéomorphologique Le drainage agricole et le développement urbain et forestier ont augmenté les débits de pointe et la fréquence du débit plein bord causant une érosion accentué des berges L ensablement du réservoir Beaudet est l une des conséquences directes de ce déséquilibre fluvial Il faut toutefois comprendre que toute structure de retenue des eaux à même une rivière engendra une déposition sédimentaire à l intérieur/périphérie de la structure Il faut donc travailler en amont soit à l intérieur du bassin versant pour ne pas nuire au travail de la rivière

23 Vers une gestion durable de l eau et de l environnement La rivièrenous parle, c està nous de l écouteret et de la respecter dans son travail! Une coopérative au service de la communauté et de l environnement