Modélisation hydrologique et estimation des ressources hydriques souterraines

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Marie-Claire Bastien
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1 Alpi Latine Identificazione delle Risorse HYdriques Sotterranee Modélisation hydrologique et estimation des ressources hydriques souterraines Relatore: Mohammed ASSABA & Philippe AUDRA Torino, Centro Incontri Regione Piemonte 03 febbraio 2015

2 PLAN Données collectées Spatialisation des pluies moyennes mensuelles Quantification du manteau neigeux Estimation des ressources en eaux souterraines Changement climatique Conclusion

3 DONNÉES COLLECTÉES 1. Un Digital Elevation Model (DEM) au pas de 25 m 2. Données pluviométriques de 92 postes pluviométrique au pas mensuelles 3. Hauteur de neige de 15 stations 4. Données de 18 sources 03/02/2015 3

4 SPATIALISATION DES PRÉCIPITATIONS MENSUELLES A partir de données de 70 postes pluviométriques situés à des altitudes très disparates, 12 modèles ont été réalisés par régression multiple. 03/02/2015 4

5 Résultats de la régression pluviométrie- Morphométrie Relief 52 à 90 % de la distribution des précipitations Sauf 3 mois de transition saisonnière 03/02/2015 5

6 Exemple des cartes de pluies mensuelles du mois de janvier et de juillet 03/02/2015 6

7 Exemple des pluies du bassin versant de BOSSEA Source de BOSSEA Surface du bassin versant hydrologique: 56.6 km² Pluie moyenne du mois de juillet : 50.5 mm Volume précipité en juillet : 2.9 Mm 3 03/02/2015 7

and Space Administration, NASA) - AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) -

8 QUANTIFICATION DU MANTEAU NEIGEUX - But : Estimation de la contribution de la neige à la recharge des eaux souterraines - Période : 14 ans ( ) - Source des images - MODIS (National Aeronautics and Space Administration, NASA) - AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) - AATSR (European Space Agency, ESA) - Landsat 4-5, 6, 7 et 8 (U.S Geological Survey, USGS/NASA). 03/02/2015 8

9 Calage du modèle Calage épaisseur neige =>> 15 stations italiennes : Acceglio; Arentera; Digga del chiotas; Rifugio Mondovi; etc. 20 février 2014: max 3,5 m 03/02/2015 9

10 Estimation de l équivalent en Snow Water Equivalent eau hs : la hauteur de neige fondue (cm) ; b : la densité de la neige (pour les Alpes du Sud : 0,15-0,20 g.m -3 ) ; w : la densité de l eau (1 g.cm -3 ). 507 cartes décadaires 169 cartes mensuelles 03/02/

11 Snow Water Equivalent [mm] Contribution des moyennes altitudes Mars 2006 Mai /02/

12 SWE Bassin de Bossea - Volume min. = 0.01 Mm 3 (janv. 2014) - Volume max. = 16.9 Mm 3 (mars 2011) - Volume moyen = 3.5 Mm 3 (moyenne 169 mois) 03/02/

13 ESTIMATION DES RESSOURCES EN EAUX SOUTERRAINES Le karst est un milieu hétérogène. De ce fait une approche par de simples calculs numériques peut s avérer inadéquate. Il est étudié selon 3 approches : L approche géomorphologique : basée sur l étude de paramètres géographiques (climat et morphologie) ; L approche spéléologique : limitée à la description des formes souterraines (endokarst) ; L approche hydrogéologique : s appuie sur la relation fondamentale entre les écoulements et la karstification, qui permet d expliquer l organisation et la hiérarchisation des vides 03/02/

Estimation des volumes d eau des sources Nous disposons des données : horaires de 14 sources et hebdomadaires de 2 sources : 1. La source du Coulomp - France; 2.

14 Estimation des volumes d eau des sources Nous disposons des données : horaires de 14 sources et hebdomadaires de 2 sources : 1. La source du Coulomp - France; 2. Les sources de Gréolières France (données hebdomadaires); 3. Les sources de : Bondeto ; Borello inférieur et supérieur ; Bossea; Dragonera ; Fontanas ; Fuse ; Tenda ; etc. (Italie) 03/02/

15 Etude des courbes de récession Décomposition de la récession selon la méthode de A. Mangin (1970) 03/02/

16 Bossea (juin oct. 2010) Coulomp (Nov.2011 fév. 2012) 03/02/

17 Source Estimation des volumes dynamiques des sources Coeff. de tarissement Volume dynamique [Mm3] Critère de NASH [%] Borello sup Coefficient de tarissement de l ordre de 10-2 /jour à 10-3 /jour Vidange lente Coulomp Bossea Gréolières Fontanas Dragonera Fuse Pesio Volumes dynamiques de 0.1 à 34 Mm 3 Des critères de performance Nash- Sutcliffe (NSE) satisfaisant de 75 à 99% 03/02/

18 Comparaison des différents systèmes 03/02/

19 CHANGEMENT CLIMATIQUE Poste pluvio. de St-Bonneten-Champsaur (05) - France : Altitude = 1005 m Observation de 80 ans Pluie annuelle = 1076 mm Poste pluvio. de Bra Italie : Altitude : 285 m Observation de 144 ans Pluie annuelle = 677 mm Les test de rupture de stationnarité des séries annuelles (Test de Pettitt) : Hypothèse nulle (absence de rupture) acceptée au seuil de confiance de 99%, 95% et 90% Pour toutes les stations pluviométriques (4 en Italie et 5 en France) 03/02/

20 CONCLUSION - Elaboration d une base de données importante - Spatialisation sur la zone d étude des paramètres influençant la recharge des ressources hydriques souterraines (pluie, neige) - On dispose actuellement des moyens d estimation de la ressource en eau de surface et souterraine. Il suffit de délimiter un périmètre donné et interroger la base de données - Sur l ensemble des sources étudiées, on estime des volumes dynamiques (estimation à minima) d un total de 87 Mm 3 pour 8 sources. 03/02/

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