Méthodologie et détail des calculs hydrologiques

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1 Méthodologie et détail des calculs hydrologiques DEMANDE DE CREATION DE PLAN D EAU I.E.S INGENIEURS CONSEIL AGROPOLE BP AGEN CEDEX 9 I.E.S Ingénieurs Conseil TEL. : Mail : contact@ies-ic.com DATE : JUIN 2017 REF : ENV/2015/C

2 La méthodologie utilisée pour la détermination de l incidence du sur le fonctionnement du bassin versant est celle fixée par la DDT47. Elle se base sur la transposition de débits spécifiques mesurés sur la station hydrométrique la plus proche vers les bassins versants étudiés. Dans ce but, la formule suivante est utilisée : Pour étudier le remplissage du lac de M. PELOUX sur la commune de Beaugas (47), les volumes ruisselés sont estimés sur le bassin versant propre au lac, d une superficie de 19.8 ha, ainsi que sur le bassin versant de la Sône (au niveau du ). 1. DONNEES HYDROLOGIQUES MISES EN ŒUVRE Pour cette étude, les données sont issues de la station hydrométrique de Casseneuil (47), sur le cours d eau de la Lède. Les caractéristiques principales de cette station, située à 7 km du site d étude sont présentés ci-après (Tableau 1). La Lède à Casseneuil (Banque Hydro) Code station O Bassin versant 411 km² Altitude 41 m Régime influencé Fortement en étiage Débit quinquennal sec (m 3 /s) 1,4 Débit quinquennal sec spécifique (l/s/km²) 3,41 Tableau 1. Caractéristiques de la station hydrométrique de Casseneuil JUIN ENV/2015/C 2

3 2. ESTIMATION DES DEBITS RUISSELES En utilisant la formule précédemment citée, le débit spécifique de la Lède à Casseneuil peut être transposé aux bassins versants étudiés. Ainsi, en considérant le ruissellement sur les 18.9 ha de bassin versant propre au lac, le volume annuel ruisselé est estimé à m 3, pour une année quinquennale sèche. Le volume annuel écoulé sur le bassin versant du ruisseau non nommé (24 ha) sur lequel se trouve le est estimé à m 3 (quinquennale sèche). En ce qui concerne le bassin versant de la Sone, le volume annuel ruisselé pour une année quinquennale sèche est évalué à m 3 au niveau du (bassin versant de 280 ha). Pour établir une répartition mensuelle des écoulements, la répartition des débits mensuels spécifiques de la Lède à Casseneuil est utilisée (Tableau 2). Volumes mensuels ruisselés en année quinquennale sèche en m 3 Oct. Nov. Déc. Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année Qsp (l/s/km²) 2,2 4,2 8,1 11,4 13,1 8,0 6,8 5,3 3,5 1,6 0,9 0,9 5,5 BV du lac BV du cours d eau BV de la Sone (point prélèvement) Tableau 2. Estimation des volumes mensuels écoulés sur le bassin versant du lac JUIN ENV/2015/C 3

4 3. CALCUL DE L INFLUENCE DU LAC SUR LES BASSINS VERSANTS ETUDIES 3.1 Caractéristiques principales du lac et de son bassin versant Le plan d eau sera alimenté par les eaux de ruissellement de son propre bassin versant d une superficie d environ 18,9 ha. Les caractéristiques principales de la retenue utilisées pour cette étude sont reprises dans le tableau ci-après (Tableau 3). Lac existant Volume du lac en milliers de m³ 29,4 Surface du lac en milliers de m² (surface en eau) 9,1 Tableau 3. Surfaces et volumes des lacs 3.2 Evaporation à partir du lac La présence du lac augmente les pertes en évaporation sur le bassin versant. L évaporation maximale à partir du lac est calculée en se basant sur les formules de Lugeon et Meyers et les données météorologiques de la station d Agen, de Marmande, de Cancon et de Bergerac. Le niveau du lac variant au cours de l année, le taux de remplissage du lac est également considéré afin de déterminer les pertes volumiques engendrées par l évaporation à partir de la surface du lac (Tableau 4). Volume évaporé à partir de la surface du lac (quinquennale sèche) Oct. Nov. Déc. Janv. Fév. Mars Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Année Evapo max (mm) Volume évaporé (m 3 ) Tableau 4. Evaporation mensuelle à partir du lac en Il apparait ainsi que l évaporation à la surface du lac conduit à des pertes annuelles de m 3 d eau, soit 403 mm si l on ramène ce volume à la surface du lac. JUIN ENV/2015/C 4

5 3.3 Irrigation D après les données fournies par le pétitionnaire, le devra fournir un volume annuel de m 3 en vue de l irrigation de ses parcelles. Le tableau ci-après (Tableau 5) présente la répartition des prélèvements qu il est é d effectuer sur la future retenue, afin de répondre aux besoins de son exploitation. Répartition des volumes prélevés pour l irrigation (m 3 ) Volume Tableau 5. Volumes utilisés pour l irrigation 3.4 Infiltration à travers le barrage du lac La perméabilité des berges et du barrage sera supposée de l ordre de 1.2x10-8 m/s, soit 1 mm/jour. Répartition des volumes prélevés liés à l infiltration (m 3 ) Volume Tableau 6. Volumes perdus par infiltration 3.5 Taux de remplissage du lac Au vu des contraintes spatiales du, il est é la création d une retenue de m 3. Un tel volume permettra d exploiter les m 3 souhaités. Le graphique suivant (Figure 1) illustre les taux de remplissage du lac étudié, pour chaque mois, au cours d une année quinquennale sèche, et en considérant les pertes et les prélèvements. Taux de remplissage du lac 100% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 8% 8% 21% 37% 58% 73% 88% 80% 44% 26% 8% Figure 1. Taux de remplissage du lac é en année quinquennale sèche JUIN ENV/2015/C 5

6 Durant une année quinquennale sèche, le niveau du lac est au maximum durant les mois d avril et mai. Le niveau de l eau est minimum durant les mois de septembre et octobre, avec un taux de remplissage minimal de 8 %, ce qui correspond à un fonctionnement de retenue tout à fait acceptable. 3.6 Incidence sur le débit du bassin versant du En tenant compte du volume intercepté par le (irrigation, évaporation et infiltration), le débit à l exutoire du bassin versant du peut être déterminé et comparé à celui initialement observé. Le se trouvant sur un cours d eau, un débit réservé, correspondant au dixième du module, et à minima 1 l/s devra être respecté. Dans le cas présent, le module du cours d eau au droit de la zone de est estimé à 1,03 l/s. Le débit réservé à respecter est donc de 1 l/s. Les calculs, dont les résultats sont présentés dans le tableau suivant ont été réalisés en tenant compte de ce débit réservé (Tableau 7). Comparaison des débits à l exutoire du bassin versant du lac (l/s) en année quinquennale sèche Sans le 0,25 0,50 0,93 1,31 1,67 0,92 0,81 0,61 0,42 0,18 0,10 0,11 0,65 Avec le 0,25 0,50 0,93 1,00 1,00 0,92 0,81 0,77 0,42 0,18 0,10 0,11 0,58 Diminution 0,00% 0,00% 0,00% 23,70% 40,03% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 10,45% Tableau 7. Comparaison des débits à l exutoire du bassin versant du lac (l/s) en année quinquennale sèche A l échelle annuelle, le engendrera une perte des écoulements surfaciques sur bassin versant d environ 10,45 %, le volume intercepté étant estimé à m 3 sur les m 3 écoulés. La visualisation de ces résultats sous forme de graphique (Figure 2) met en évidence une diminution du pic d écoulement, qui n est plus que de 1,00 l/s contre 1,67 l/s sans le. JUIN ENV/2015/C 6

7 Débit ruisselé l/s) Méthodologie et détail des calculs hydrologiques Comparaison des débits ruisselés à l'exutoire du bassin versant de Débit ruisselé sans le lac Débit ruisselé avec le lac Figure 2. Comparaison des débits observés à l exutoire du bassin versant du lac, avec et sans le Des conclusions similaires peuvent être tirées à l exutoire du bassin versant du cours d eau sur lequel se trouve le (BV de 24 ha), et qui rejoint la Sône environ 250 m à l aval de la zone de. Les résultats obtenus sont présentés ci-après (Tableau 8). Comparaison des débits à l exutoire du bassin versant du cours d eau affluent de la Sone (l/s) en année quinquennale sèche Sans le 0,30 0,59 1,11 1,56 1,99 1,10 0,96 0,73 0,50 0,22 0,12 0,13 0,78 Avec le 0,30 0,59 1,11 1,25 1,32 1,10 0,96 0,89 0,50 0,22 0,12 0,13 0,71 Diminution 0,00% 0,00% 0,00% 19,90% 33,60% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 7,89% Tableau 8. Comparaison des débits à l exutoire du cours d eau affluent de la Sône (l/s) en année quinquennale sèche 3.7 Incidence sur le débit du bassin versant de la Sone Le se trouvant sur le bassin versant de la Sône, il aura une incidence sur ce dernier. De plus, le bassin versant propre au étant insuffisant pour alimenter la retenue, il est é un pompage complémentaire dans la Sône. Ce pompage sera réalisé de sorte à respecter le débit réservé du cours d eau. Il correspond au dixième du module et à minima 1 l/s. Au point de prélèvement, le module de la Sone est estimé à 15,3 l/s, un débit réservé de 1,53 l/s devra donc être respecté. JUIN ENV/2015/C 7

8 La répartition des volumes prélevés dans la Sône (Tableau 9) a été calculée de sorte à respecter ce débit réservé en tout temps, en considérant un pas de temps mensuel. A échelle annuelle le volume prélevé dans la Sône s élève à m 3. Répartition des volumes pompés dans la Sone (m 3 ) Volume Tableau 9. Volumes prélevés dans la Sône L incidence du sur le débit de la Sône est également estimée, au niveau du et à l exutoire du cours d eau de la Sône (Tableau 10 et Tableau 11). A échelle annuelle, le volume intercepté par le (irrigation + évaporation + infiltration) s élève à m 3. Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sone au niveau du (280 ha) en année quinquennale sèche (l/s) Sans le 3,74 7,38 13,78 19,40 24,68 13,61 11,96 9,02 6,15 2,72 1,53 1,58 9,54 Avec le 3,74 7,38 12,29 17,59 21,94 11,75 10,03 7,31 6,15 2,72 1,53 1,58 8,59 Diminution 0,00% 0,00% 10,84% 9,30% 11,08% 13,71% 16,13% 18,90% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 9,98% Tableau 10. Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sône (au niveau du ) en année quinquennale sèche (l/s) Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sône à l exutoire (2 142 ha) en année quinquennale sèche (l/s) Sans le 28,64 56,49 105,43 148,39 188,79 104,13 91,46 68,99 47,08 20,83 11,71 12,11 72,96 Avec le 28,64 56,49 103,94 146,58 186,05 102,26 89,53 67,28 47,08 20,83 11,71 12,11 72,01 Diminution 0,00% 0,00% 1,42% 1,22% 1,45% 1,79% 2,11% 2,47% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 1,30% Tableau 11.. Comparaison des débits sur le bassin versant de la Sône (à l exutoire) en année quinquennale sèche (l/s) A l échelle annuelle, le engendrera une perte des écoulements surfaciques sur bassin versant d environ 10 % sur le bassin versant de la Sone, au niveau du. L incidence sur le bassin versant total de la Sône est estimée à 2 % pour une année quinquennale sèche (le volume intercepté considéré étant les m 3 précédemment calculés). Au vu de cette faible incidence, la retenue n aura donc qu une influence marginale sur les prélèvements existants en aval de la retenue ée. JUIN ENV/2015/C 8

9 4. SYNTHESE DE L INFLUENCE DU LAC Synthèse des résultats (ramenés en volume) Résumé en année quinquennale sèche, pour la retenue et son bassin versant propre (18.92 ha) Volume d apport total Volume d'apport des écoulements naturels Volume d apport par pompage dans le cours d eau de la Sône Volume total intercepté par le lac Volume évaporé à partir du lac Volume prélevé pour l'irrigation Volume infiltré à travers le barrage Volume total rejeté vers l aval (90% des écoulements naturels) : Volume de surplus Débit réservé m³ m³ m m m³ m³ m m m³ m³ Résumé en année quinquennale sèche, pour bassin versant du ruisseau non nommé (22.24 ha) Volume d apport total Volume d'apport des écoulements naturels Volume d apport par pompage dans le cours d eau de la Sône m³ m³ m 3 Volume total intercepté par le lac Volume évaporé à partir du lac Volume prélevé pour l'irrigation Volume infiltré à travers le barrage m m³ m³ m 3 Volume total rejeté vers l aval (91% des écoulements m naturels) 3 Résumé en année quinquennale sèche, pour le bassin versant du ruisseau de la Sône au point de prélèvement ( ha) Volume d'apport des écoulements naturels m³ Volume intercepté Lac en Lac existant Volume total rejeté vers l aval (90% des écoulements naturels) m m m m 3 Résumé en année quinquennale sèche, pour le bassin versant du ruisseau de la Sône total (2 142 ha) Volume d'apport des écoulements naturels m³ Volume intercepté Lac en Lacs existants Prélèvements par pompage Volume total rejeté vers l aval (98% des écoulements naturels) m m m m m 3 JUIN ENV/2015/C 9