Conception des ouvrages hydro-agricoles dans un ... - Ouranos
Conception des ouvrages hydro-agricoles dans un ... - Ouranos
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<strong>Conception</strong> <strong>des</strong> <strong>ouvrages</strong> <strong>hydro</strong>-<strong>agricoles</strong> <strong>dans</strong> <strong>un</strong><br />
contexte de changements climatiques<br />
Un chantier interdisciplinaire:<br />
AUBERT MICHAUD, ARIANE DROUIN, IRDA<br />
ALAIN MAILHOT, GUILLAUME TALBOT, INRS-ETE<br />
DAVID HUARD, SÉBASTIEN BINER, ANNE BLONDLOT, OURANOS<br />
ROBERT LAGACÉ, NESTOR-RAUL ROCHA, UNIVERSITÉ LAVAL<br />
Cours d’eau<br />
Cheminement de surface<br />
Ecoulement au cours d’eau<br />
Ecoulement au fossé
<strong>Conception</strong> <strong>des</strong> <strong>ouvrages</strong> <strong>hydro</strong>-<strong>agricoles</strong> <strong>dans</strong> <strong>un</strong> contexte de changements<br />
climatiques<br />
Plan de la présentation<br />
• Contexte<br />
• Réalisations, Volet météo et climat:<br />
- Précipitations en climat actuel et futur<br />
- Fonte et pluie hivernale<br />
• Réalisations, Volet Hydrologie:<br />
- Analyse <strong>hydro</strong>logique <strong>des</strong> crues<br />
- Modélisation et prédictions<br />
• Conclusions et perspectives
Contexte: Gérer le bilan hydrique excédentaire<br />
DES BESOINS OPÉRATIONNELS À COMBLER<br />
• Nombreux chantiers en aménagement <strong>hydro</strong>-agricole<br />
<strong>dans</strong> le cadre d’initiatives ciblées sur la qualité de l’eau;<br />
• Incitatifs financiers importants (90% <strong>des</strong> coûts);<br />
• Critères de conception à renouveler;<br />
• Nécessaire prise en compte:<br />
• <strong>des</strong> changements climatiques<br />
• de la fonte et <strong>des</strong> pluies hivernales<br />
Cours d’eau<br />
Cheminement de surface<br />
Ecoulement au cours d’eau<br />
Ecoulement au fossé
<strong>Conception</strong> <strong>des</strong> <strong>ouvrages</strong> <strong>hydro</strong>-<strong>agricoles</strong> <strong>dans</strong> <strong>un</strong> contexte de<br />
changements climatiques<br />
Plan de travail<br />
Volet Météo (climat récent)<br />
• Courbes HDF <strong>des</strong> précipitations<br />
• Indices de fonte et pluie hivernale<br />
Volet Scénarios climatiques<br />
• HDF en climat futur<br />
• Indices de fonte et pluie hivernale<br />
en climat futur<br />
Volet Opérationnel<br />
• ID besoins<br />
• Outil informatique<br />
• Etude de cas<br />
• Diffusion<br />
Volet Hydrologique<br />
• Analyse <strong>des</strong> crues<br />
• Développement/validation<br />
de métho<strong>des</strong> de prédiction<br />
Classification<br />
<strong>hydro</strong>pédologique<br />
<strong>des</strong><br />
séries de sol<br />
B.D. Bassins versants<br />
• SIG: Régie du parcellaire, sols et paysages<br />
• Observations <strong>hydro</strong>métriques<br />
• Observations météorologiques
Volet Météo et climat<br />
Courbes Hauteur-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations<br />
Réalisation: Mailhot et Talbot, INRS-ETE, 2011<br />
Collaboration: MDDEP et Environnement Canada
Volet Météo et climat<br />
Courbes Hauteur-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations<br />
Observations<br />
• Données colligées auprès d’Environnement Canada (19 stations) et du<br />
MDDEP (94 stations);<br />
• Observations horaires et journalières de Mai à Octobre,15 années au<br />
minimum<br />
• Création <strong>des</strong> séries de maximum annuels avec standards de qualité<br />
Ajout
Volet Météo et climat<br />
Courbes Hauteur-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations<br />
Méthode<br />
• Estimation par analyse fréquentielle régionale:<br />
Mise en comm<strong>un</strong> de l’information <strong>des</strong> stations,<br />
Plus gros échantillon = Meilleure estimation<br />
• Analyse statistique <strong>des</strong> extrêmes annuels via la<br />
distribution <strong>des</strong> valeurs extrêmes (GEV) au lieu de Gumbel
Volet Météo et climat<br />
Courbes Hauteur-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations<br />
Courbes IDF<br />
Résultats<br />
Agrometeo.org
Volet Météo et climat<br />
Courbes Hauteur-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations<br />
En climat futur<br />
Réalisation: David Huard, OURANOS, 2011<br />
Collaboration: Diane Chaumont, OURANOS<br />
• Quatre régions <strong>agricoles</strong> du Québec à l’étude;observations de la grille<br />
SNITE (10 X 10 km) agrégées à celle du MRCC (45 X 45 km);<br />
• Cinq simulations du Modèle Régional Canadien du Climat, pilotées<br />
par quatre modèles de climat globaux différents.<br />
Cartes <strong>des</strong> régions à l’étude telle<br />
que vues par le MRCC sur la grille<br />
de 45 km de résolution
Volet Météo et climat<br />
Courbes Hauteur-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations<br />
En climat futur<br />
Méthode<br />
• Valeurs extrêmes annuels de durées de 1, 2, 6, 12, et 24 heures.<br />
• Simulations du climat de référence: 1961–2000 et futur: 2041–2070<br />
• Analyse via la distribution <strong>des</strong> valeurs extrêmes (GEV).<br />
Comparaison <strong>des</strong> précipitations<br />
maximales annuelles (mai à<br />
octobre) simulées par le MRCC<br />
avec celles estimées <strong>des</strong><br />
observations (SNITE) agrégées sur<br />
la grille du MRCC couvrant la<br />
vallée du St-Laurent pour<br />
différents temps de retour.
Volet Météo et climat<br />
Courbes Intensité-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations en<br />
climat futur<br />
Résultats<br />
Courbes IDF (Log-log) pour les temps de<br />
retour 2, 5, 10 et 25 ans à partir <strong>des</strong><br />
paramètres régionaux moyens de la vallée<br />
du St-Laurent.<br />
Moyenne et écart- type de<br />
la distribution d’ensemble<br />
du pourcentage<br />
d’augmentation <strong>des</strong><br />
précipitations extrêmes
Volet Météo et climat<br />
Courbes Hauteur-Durée-Fréquence <strong>des</strong> précipitations en climat futur<br />
Résultats<br />
• Distributions comparables <strong>des</strong> extrêmes annuels de précipitations<br />
modélisés en climat de référence (1961-2000) par le MRCC et les<br />
observations pour les événements d’<strong>un</strong>e durée de 24 heures.<br />
• Pour les durées de 1, 2, 6 et 12 heures, il n’existe pas d’observations sur<br />
grille 45 X 45 km pour comparer les distributions modélisés et observés<br />
(les événements de courtes durées sont localisés).<br />
• Augmentation <strong>des</strong> extrêmes annuels en climat futur.<br />
Pour 24 heures: augmentation de 7% (+-5%) <strong>dans</strong> la vallée du St-Laurent.
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale<br />
Réalisation: Drouin, Michaud, IRDA<br />
Talbot, Mailhot, INRS-ETE,<br />
Biner, OURANOS<br />
Collaboration: Lagacé, Université Laval<br />
MDDEP<br />
St-Louis-du-Ha-Ha, Témiscouata<br />
St-Isidore, Beauce<br />
Champlain, Mauricie<br />
Pike River, Montérégie
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale<br />
Méthode<br />
• Modélisation du couvert de neige et <strong>des</strong> apports verticaux sur la seule<br />
base de données journalières de précipitations et de température.<br />
• Validation du pouvoir explicatif <strong>des</strong> apports verticaux à décrire les<br />
crues observées en période de fonte et de pluie hivernale.<br />
• Estimation <strong>des</strong> distributions HDF <strong>des</strong> apports verticaux régionaux en<br />
climat récent sur la base <strong>des</strong> données météo journalières (novembre<br />
à avril).<br />
• Evaluation de la performance du MRCC à prédire les apports verticaux<br />
en climat futur.
Volet Météo et climat<br />
Indi<strong>des</strong> de fonte et pluie hivernale<br />
Méthode<br />
Stations <strong>hydro</strong>métriques (IRDA,CEHQ), nivométriques et météorologiques (MDDEP)
Volet Météo et climat<br />
Indi<strong>des</strong> de fonte et pluie hivernale<br />
Résultats – Couvert de neige<br />
Comparaison <strong>des</strong> équivalents en eau de la neige (EEN) interpolés<br />
(mesures) et simulés par le modèle de fonte de neige<br />
CEQUEAU-modIRDA pour la Beauce et la Montérégie<br />
Équivalents en eau <strong>des</strong> épaisseurs de neige (en mm)<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
Castor et Ewing<br />
Montérégie<br />
Fourchette<br />
Beauce<br />
Walbridge<br />
Équivalents en eau simulés (mm)<br />
Équivalents en eau mesurés (mm)<br />
Montérégie<br />
2001-11-3<br />
2002-2-1<br />
2002-11-2<br />
2003-1-31<br />
2003-11-1<br />
2004-1-30<br />
2004-4-29<br />
2005-1-28<br />
2005-4-28<br />
2006-1-27<br />
2006-4-27<br />
2007-1-26<br />
2007-4-26<br />
2008-1-25<br />
2008-4-24<br />
2001-12-14<br />
2002-3-14<br />
2002-12-13<br />
2003-3-13<br />
2003-12-12<br />
2004-3-11<br />
2004-12-10<br />
2005-3-10<br />
2005-12-9<br />
2006-3-9<br />
2006-12-8<br />
2007-3-8<br />
2007-12-7<br />
2008-3-6<br />
2008-12-5<br />
2002-4-22<br />
2003-1-21<br />
2003-4-21<br />
2004-1-20<br />
2004-4-19<br />
2005-1-18<br />
2005-4-18<br />
2006-1-17<br />
2006-4-17<br />
2007-1-16<br />
2007-4-16<br />
2008-1-15<br />
2008-4-14<br />
2009-1-13<br />
2009-4-13<br />
2001-11-17<br />
2002-2-15<br />
2002-11-16<br />
2003-2-14<br />
2003-11-15<br />
2004-2-13<br />
2004-11-13<br />
2005-2-11<br />
2005-11-12<br />
2006-2-10<br />
2006-11-11<br />
2007-2-9<br />
2007-11-10<br />
2008-2-8<br />
2008-11-8<br />
2009-2-6<br />
2009-11-7<br />
2001-12-11<br />
2002-3-11<br />
2002-12-10<br />
2003-3-10<br />
2003-12-9<br />
2004-3-8<br />
2004-12-7<br />
2005-3-7<br />
2005-12-6<br />
2006-3-6<br />
2001-12-10<br />
2002-3-10<br />
2002-12-9<br />
2003-3-9<br />
2003-12-8<br />
2004-3-7<br />
2004-12-6<br />
2005-3-6<br />
2005-12-5<br />
2006-3-5<br />
Dates (pour les six bassins : Castor, Ewing, FI, FT, WI, WT)<br />
EEN simulés<br />
EEN mesurés
Bassin 40<br />
r r² NS D v r r² NS D v<br />
Débits simulés par Mohyse<br />
35<br />
Débits mesurés à la station Castor<br />
Castor 30<br />
0.73 0.53 0.53 0.02 0.70 0.48 0.43 0.26<br />
25<br />
Ewing 20<br />
0.67 0.46 0.45 -0.03 0.70 0.48 0.43 0.24<br />
15<br />
WI 10<br />
0.74 0.55 0.55 -0.05 0.63 0.40 0.32 -0.22<br />
5<br />
WT 0<br />
0.61 0.38 0.37 -0.03 0.68 0.46 0.41 -0.11<br />
11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11<br />
FI<br />
2002 Mois<br />
2008<br />
0.72 0.52 0.52 -0.05 0.60 0.37 0.07 -0.22<br />
Débits (mm/jr)<br />
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale<br />
Résultats – Simulation <strong>des</strong> débits<br />
Évolution <strong>des</strong> débits mesurés et <strong>des</strong> débits simulés (MOHYSE; Fortier-<br />
Filion, 2011) à partir <strong>des</strong> apports verticaux du modèle de fonte de neige<br />
Calage (2001 à 2004 ±) Validation (2004 à 2009 ±)<br />
CASTORS (Montérégie)<br />
FT FOURCHETTE 0.75 (Beauce)<br />
0.56 0.56 Débits -0.04simulés 0.73 par MOHYSE<br />
0.53 0.34 -0.15<br />
60<br />
50<br />
Débits mesurés à la station<br />
Débits simulés par Mohyse<br />
Débits mesurés à la station FT<br />
Débits (mm/jr)<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
2002 2003 2004 2005 Mois 2006 2007 2008 2009
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale en climat récent<br />
Méthode<br />
• Création <strong>des</strong> séries annuelles (novembre-avril, 50 années +)<br />
de température et précipitations pour les 100 stations à l’étude,<br />
• Modélisation <strong>des</strong> apports verticaux et de la hauteur de neige sur <strong>un</strong>e<br />
base quotidienne à l’aide du modèle CEQUEAU-modIRDA<br />
(paramètres de calage de la phase de validation);<br />
• Estimation <strong>des</strong> maxima annuels pour <strong>des</strong> durées de 1, 2, 3, 4 et 5<br />
jours selon la méthode de fenêtre mobile;<br />
• Calcul <strong>des</strong> estimateurs HDF.
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale en climat récent<br />
Courbes HDF <strong>des</strong> apports verticaux pour la station de Pointe-au-Père<br />
Durée<br />
Temps de retour<br />
2 ans 5 ans 10 ans 20 ans 50 ans<br />
1 jour 42,0 52,8 59,2 65,0 71,7<br />
2 jours 69,3 86,9 97,9 108,0 120,5<br />
3 jours 93,3 117,1 131,8 145,0 161,0<br />
4 jours 113,1 142,6 160,7 177,0 196,8<br />
5 jours 131,8 167,2 189,1 209,2 233,9
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale en climat récent<br />
Cartographie <strong>des</strong> valeurs <strong>des</strong> estimateurs HDF <strong>des</strong> apports verticaux<br />
pour la durée de 5 jours et le temps de retour de 2 ans pour l’ensemble<br />
<strong>des</strong> stations à l’étude.
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale en climat futur<br />
Méthode<br />
Même données de température (min, max), précipitations (pluie, neige,<br />
totale) et de neige au sol simulées par le MRCC en climat récent (1971-<br />
2000) et futur (2041-2070) que pour le volet d’étude sur les extrêmes de<br />
précipitations.<br />
Post-traitement <strong>des</strong> simulations supporté par les même données <strong>des</strong><br />
stations du MDDEP mises en forme par l’équipe de l’INRS-ETE et selon<br />
deux métho<strong>des</strong> (Correction de biais et méthode <strong>des</strong> deltas).<br />
Regroupement <strong>des</strong> stations selon les mêmes régions du Québec:<br />
Abitibi, Saguenay, Sud-Ouest et Gaspésie, 25 à 39 stations par région.
Volet Météo et climat<br />
Indices de fonte et pluie hivernale en climat futur<br />
Variation relative moyenne (%) entre le futur et le présent<br />
<strong>des</strong> apports verticaux extrêmes pour la région du Sud-Ouest<br />
du Québec<br />
Durée<br />
Temps de retour<br />
2 ans 5 ans 10 ans 20 ans 50 ans<br />
1 jour 3,1 3,1 3,5 4,2 5,9<br />
2 jours 0,9 2,9 4,8 7,0 10,3<br />
3 jours -2,4 -1,5 -0,5 0,7 2,7<br />
4 jours -6,4 -6,6 -6,4 -5,9 -4,9<br />
5 jours -8,7 -9,5 -9,8 -10,0 -9,8<br />
• Augmentation pour les événements courts (1 jour), dépendants<br />
<strong>des</strong> fortes pluies printanières/automnales;<br />
• Diminution pour les événements longs (5 jours), dépendants<br />
de l’accumulation de neige.<br />
Biner, 2012
Volet Hydrologique<br />
Réalisation: Lagacé, Rocha, Université Laval<br />
Drouin, Michaud, Gagné, IRDA<br />
Collaboration: Gallichand, Université Laval<br />
Coopérative de solidarité du bassin versant de la rivière Au Brochet et MAPAQ, 2009; Photos: Richard Lauzier.
<strong>Conception</strong> <strong>des</strong> <strong>ouvrages</strong> <strong>hydro</strong>-<strong>agricoles</strong> <strong>dans</strong> <strong>un</strong> contexte de<br />
changements climatiques<br />
Démarche du volet <strong>hydro</strong>logique<br />
Caractérisation <strong>des</strong> bassins<br />
Paramètres observés<br />
Observations<br />
• Hydrométriques<br />
• Météorologiques<br />
Propriétés<br />
• Sols, relief, <strong>hydro</strong>-<br />
• Pratiques culturales<br />
Banque de données<br />
<strong>hydro</strong>pédologiques<br />
Courbes IDF<br />
Analyse<br />
<strong>hydro</strong>logique<br />
Modélisation<br />
Validation<br />
• Volume de ruissellement<br />
• Temps de concentration<br />
• Forme de l’<strong>hydro</strong>gramme<br />
• Débit de pointe<br />
Modèles de prédiction<br />
Débits de pointe<br />
Prédits VS Observés<br />
Utilitaire informatique
Volet Hydrologique<br />
Méthode: Analyse <strong>des</strong> crues<br />
Développement de l’outil d’analyse <strong>hydro</strong>logique<br />
• Séparation <strong>des</strong> <strong>hydro</strong>grammes<br />
• Temps de montée (t p )<br />
• Débit de pointe (q p )<br />
• Volume de ruisellement (R)<br />
• Paramètres de forme<br />
Lagacé (2012)
Modélisation – Volumes de ruissellement<br />
• 709 <strong>hydro</strong>grammes analysés, 11 bassins <strong>agricoles</strong>, 2-30 km2;<br />
• Régions: Montérégie, Estrie, Beauce et Témiscouata<br />
• Analyse ANCOVA <strong>des</strong> hauteurs de ruissellement, précipitation en<br />
covariable;<br />
• Transformation log <strong>des</strong> observations de précipitations et de<br />
débits;<br />
• Hydrogrammes en absence de fonte et pluie hivernale (N=463).<br />
40<br />
0<br />
35<br />
10<br />
MES (kg jour -1 ha -1 )<br />
et débit (mm jour -1 )<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
Ruisseau Brook,<br />
Estrie<br />
20<br />
30<br />
40<br />
50<br />
60<br />
Précipitations (mm)<br />
5<br />
0<br />
2009-11-01<br />
2009-12-01<br />
2010-01-01<br />
2010-02-01<br />
2010-02-01<br />
2010-03-01<br />
2010-03-01<br />
2010-04-01<br />
2010-04-01<br />
2010-05-01<br />
2010-05-01<br />
2010-06-01<br />
2010-06-01<br />
2010-07-01<br />
2010-07-01<br />
2010-08-01<br />
2010-08-01<br />
2010-09-01<br />
2010-09-01<br />
2010-10-01<br />
2010-10-01<br />
2010-11-01<br />
2010-11-01<br />
2010-12-01<br />
2010-12-01<br />
2011-01-01<br />
2011-01-01<br />
2011-02-01<br />
2011-02-01<br />
2011-03-01<br />
2011-03-01<br />
2011-04-01<br />
2011-04-01<br />
2011-05-01<br />
2011-05-01<br />
2011-06-01<br />
2011-06-01<br />
2011-07-01<br />
2011-07-01<br />
2011-08-01<br />
2011-09-01<br />
2011-10-01<br />
70<br />
80
Modélisation – Volumes de ruissellement<br />
Modèles régionaux<br />
Montérégie (CN > 75)<br />
Intégration du facteur CN<br />
<strong>dans</strong> le modèle<br />
Hauteur de ruissellement<br />
prédite (mm)<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Ewing<br />
Walbridge Intervention<br />
Esturgeon Témoin<br />
Castors<br />
Walbridge Témoin<br />
0<br />
Hru = (10) 0,082*CN * (PPT) 1,223 * (10) -7,587<br />
0 20 40 60 80 100 120<br />
Hauteur de précipitation (mm)<br />
Appalaches (CN < 75)<br />
Modèle général pour<br />
l’ensemble <strong>des</strong> bassins<br />
Incapacité du facteur CN<br />
à expliquer le ruissellement<br />
Hru = (10) -1,19 * (PPT) 1,21<br />
Hauteur de ruissellement<br />
prédite (antilog) mm<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Appalaches régional<br />
Bélair<br />
Fourchette Intervention<br />
Fourchette Témoin<br />
Madawaska Intervention<br />
Tomifobia Intervention<br />
Tomifobia Témoin<br />
0 20 40 60 80 100 120<br />
Hauteur de précipitation (mm)
Modélisation – Temps de concentration<br />
• 193 <strong>hydro</strong>grammes simples analysés, 10 bassins <strong>agricoles</strong><br />
• Comparaison <strong>des</strong> temps de montée observées (Tp) avec les<br />
temps de concentration (Tc) modélisés (métho<strong>des</strong> courantes)<br />
• Ajustement insatisfaisant <strong>des</strong> métho<strong>des</strong> courantes<br />
• Développent d’<strong>un</strong> modèle de régression linéaire<br />
Tc (modélisé) /Tp (Observé)<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
0,0<br />
Castor<br />
Esturgeon<br />
Br.21<br />
Tp = Cte L b CN c S d<br />
Tp : temps de montée (h)<br />
L : longueur d'écoulement<br />
(m)<br />
S : pente de l'écoulement<br />
(m/m)<br />
CN : numéro de courbe<br />
Ewing<br />
Fourchette<br />
Amont<br />
Fourchette<br />
Aval<br />
Petite<br />
Savane<br />
Cass Brook Walbridge<br />
Amont<br />
Walbridge<br />
Aval<br />
lag2 Mo2 lag3 Bra Kirp Mo3 Laval-IRDA
Modélisation – Paramètres de forme φ(α)<br />
• 195 <strong>hydro</strong>grammes simples analysés, 10 bassins <strong>agricoles</strong><br />
• Valeur <strong>un</strong>ique de φ(α) de 0,73 retenue<br />
Estimation de φ(α)<br />
Bassin N µ σ C v Nash<br />
Castor 29 0,69 0,14 0,20 0,93<br />
Esturgeon Temoin 15 0,58 0,18 0,31 0,95<br />
Ewing 30 0,75 0,25 0,33 0,93<br />
Fourchette Intervention 37 0,80 0,19 0,24 0,90<br />
Fourchette Temoin 14 0,83 0,14 0,17 0,88<br />
Madawaska Temoin 5 0,72 0,25 0,35 0,91<br />
Tomifobia Intervention 7 0,90 0,28 0,31 0,90<br />
Tomifobia Temoin 8 0,53 0,16 0,31 0,88<br />
Walbridge Intervention 29 0,74 0,22 0,30 0,88<br />
Walbridge Temoin 21 0,76 0,21 0,28 0,92<br />
Valeur Minimum 5 0,53 0,14 0,17 0,88<br />
Valeur Maximale 37 0,90 0,28 0,35 0,95<br />
Valeur µ Consolidé 19,5 0,73 0,28 0,91<br />
N = Nombre d'événements<br />
µ = Moyenne<br />
σ = Écart Type<br />
C v = Coefficient de variation<br />
Nash = Coefficient d'efficacité de Nash-Sutcliffe
Validation <strong>des</strong> débits de pointe<br />
Méthode: Combinaison <strong>des</strong> facteurs<br />
Hru, tp, φ(α) déterminés par les<br />
métho<strong>des</strong> indépendantes:<br />
Qmax = Hru A φ(α) / 360 tp<br />
où :<br />
Qmax : débit de crue (m3/s)<br />
Hru : hauteur de ruissellement (mm)<br />
A : superficie du bassin versant (ha)<br />
tp : temps de montée du bassin versant (h)<br />
φ(α) : coefficient de forme de l'<strong>hydro</strong>gramme<br />
360 : facteur d'<strong>un</strong>ité<br />
Hypothèse: pour <strong>un</strong> bassin versant donné, le recours à la<br />
précipitation de récurrence (courbe IDF) associée au temps de<br />
montée prédit du bassin versant et à la hauteur de ruissellement<br />
prédite pour cette même précipitation, devrait prédire le débit<br />
observé pour cette récurrence.
Validation <strong>des</strong> débits de pointe<br />
Débits de crue prédits utilisant les courbes enveloppes <strong>des</strong><br />
modèles locaux de prédiction du ruissellement.<br />
Précipitation<br />
Tp<br />
prédit<br />
(h)<br />
(IDF)<br />
Durée=Tp<br />
(mm)<br />
Ruissellement<br />
prédit (mm)<br />
Qmax prédit<br />
(m3/s)<br />
Qprédit<br />
/Qobs<br />
Bassin versant 2 ans 5 ans 2 ans 5 ans 2 ans 5 ans 2 ans 5 ans<br />
Fourchette aval 3,2 29 37 9,6 15,5 1,19 1,90 0,53 0,54<br />
Fourchette amont 7,0 37 49 16,6 28,0 1,20 2,04 0,99 1,02<br />
Castors 8,6 44 58 11,3 19,1 3,27 5,52 0,63 0,79<br />
Ewing 11,1 48 63 31,7 53,3 16,14 27,16 1,31 1,51<br />
Walbridge amont 7,5 42 54 13,0 21,2 2,22 3,61 1,00 1,29<br />
Walbridge aval 9,1 45 59 22,2 37,2 3,94 6,61 1,61 1,65<br />
Moyenne 1,01 1,13<br />
Ecart type 0,41 0,43<br />
Cv 0,40 0,38
<strong>Conception</strong> <strong>des</strong> <strong>ouvrages</strong> <strong>hydro</strong>-<strong>agricoles</strong> <strong>dans</strong> <strong>un</strong> contexte de<br />
changements climatiques<br />
Conclusions et Perspectives<br />
Distribution <strong>des</strong> IDF de précipitations en climat récent et futur<br />
• Courbes (IDF) mises en ligne (atlas agrometeo.org) pour 98 stations<br />
• En climat futur (2041–2070): augmentation appréhendée <strong>des</strong> extrêmes<br />
annuels (24 heures);<br />
• L’analyse <strong>des</strong> durées inférieures à 24 heures est limitée par la<br />
disponibilité <strong>des</strong> données de validation.<br />
•Développer <strong>un</strong>e méthodologie de<br />
calcul de coefficients de<br />
ruissellement hivernaux;<br />
• Perspectives: Développer <strong>un</strong>e grille de précipitations horaires à haute<br />
résolution spatiale (réseau de stations de la vallée du St-Laurent)
<strong>Conception</strong> <strong>des</strong> <strong>ouvrages</strong> <strong>hydro</strong>-<strong>agricoles</strong> <strong>dans</strong> <strong>un</strong> contexte de<br />
changements climatiques<br />
Conclusions et Perspectives<br />
Indices de fonte et pluie hivernale en climat récent et futur<br />
• Prédiction satisfaisante de l’évolution <strong>des</strong> couverts de neige, <strong>des</strong><br />
apports verticaux et <strong>des</strong> crues par le modèle CEQEAU-modIRDA;<br />
• Estimation <strong>des</strong> distribution HDF <strong>des</strong> apports verticaux pour 100<br />
stations en climat récent;<br />
• Performance satisfaisante du •Développer MRCC à simuler <strong>un</strong>e méthodologie les indices de de fonte et<br />
pluie hivernale en climat futur, calcul sensibilité de coefficients <strong>des</strong> prédictions de à la durée de<br />
l’évènement;<br />
ruissellement hivernaux;<br />
• Perspectives: Validation du pouvoir explicatif <strong>des</strong> indices sur les crues<br />
pour <strong>un</strong> plus grand nombre de bassins et régions.
<strong>Conception</strong> <strong>des</strong> <strong>ouvrages</strong> <strong>hydro</strong>-<strong>agricoles</strong> <strong>dans</strong> <strong>un</strong> contexte de<br />
changements climatiques<br />
Conclusions et Perspectives<br />
Analyses et prédictions <strong>hydro</strong>logiques<br />
• Banque de données <strong>hydro</strong>-pédologiques complétée pour l’ensemble<br />
<strong>des</strong> séries de sol minéral du Québec (N=711);<br />
• Outil d’analyse <strong>hydro</strong>logique <strong>des</strong> crues VisuHydro fonctionnel;<br />
• Faible performance <strong>des</strong> métho<strong>des</strong> courantes de prédiction<br />
Tc, Hru, Qmax: Développement et validation de métho<strong>des</strong> alternatives;<br />
• Faible performance de l’approche du numéro de courbe (CN) <strong>dans</strong> la<br />
prédiction de la hauteur de ruissellement.<br />
Perspectives:<br />
•Développer <strong>un</strong>e méthodologie de<br />
calcul de coefficients de<br />
ruissellement hivernaux;<br />
• Développer <strong>un</strong>e méthode alternative de prédiction du ruissellement;<br />
• Valider les métho<strong>des</strong> sur plusieurs autres bassins et régions;<br />
• Développer et valider <strong>un</strong>e méthode de prédiction du ruissellement<br />
de fonte et pluie hivernale sur la base <strong>des</strong> apports verticaux;
Merci aux partenaires financiers<br />
• Impacts et adaptation / ICAR-Québec, Volet agriculture<br />
• PACC-26, volet Agriculture<br />
Collaborations et comité de suivi:<br />
MAPAQ, Environnement Canada, CEHQ-MDDEP, OURANOS