scholarly journals Utilisation de la modélisation de la qualité de l’eau en rivière pour l’évaluation du respect des normes en contexte de données restreintes : cas d’application du bassin versant de la rivière Cau

2018 ◽  
Vol 31 (3) ◽  
pp. 271-290
Author(s):  
Phu Duc Nguyen ◽  
Jean-Pierre Villeneuve ◽  
Babacar Toumbou ◽  
Sophie Duchesne ◽  
Nomessi Kokutse

La dégradation de la qualité de l’eau des bassins versants est principalement due au développement socio-économique, dont découlent la croissance démographique, l’urbanisation, l’industrialisation et l’intensification de l’agriculture. La gestion intégrée des ressources en eau par bassin versant (GIEBV) peut être appliquée pour limiter cet impact négatif. Le modèle GIBSI (Gestion Intégrée par Bassin versant à l’aide d’un Système Informatisé) est un outil qui peut être utilisé pour cette GIEBV. GIBSI inclut notamment un sous-modèle pour la production et le transport de l'azote et du phosphore (PO) ainsi qu’un sous-modèle pour la qualité de l’eau en rivière (Qual-GIBSI). Cette étude est axée principalement sur l’applicabilité de ces deux sous-modèles dans une zone tropicale avec un climat de type mousson dans un contexte de données restreintes. Cet exercice a comme objectif, entre autres, de valider si ces sous-modèles sont applicables dans ces conditions. L’application permet également de vérifier dans quelle mesure les normes de qualité de l’eau en rivière sont respectées. Le bassin versant de la rivière Cau au Vietnam est utilisé comme cas d’application. Nous avons démontré à travers cette étude que, même sur ce bassin versant tropical soumis à la mousson où les données disponibles sont limitées en quantité et en qualité, les modèles PO et Qual-GIBSI peuvent apporter des informations utiles pour la gestion de la qualité de l’eau.

2005 ◽  
Vol 15 ◽  
pp. 149-172 ◽  
Author(s):  
A. Mailhot ◽  
A. N. Rousseau ◽  
E. Salvano ◽  
R. Turcotte ◽  
J. P. Villeneuve

Le programme d'assainissement des eaux de Québec (PAEQ), mis en place à la fin des années 1970, s'est d'abord attaqué au problème de la pollution ponctuelle d'origine urbaine. Plusieurs stations de traitement des eaux usées municipales ont été construites dans le cadre de ce programme réduisant de façon importante les charges de polluants d'origine urbaine. La question demeure toutefois de savoir dans quelle mesure les charges urbaines rejetées avant et l'après l'instauration de ce programme peuvent entraîner des dépassements de différents critères de l'eau. La présente étude a pour objectif d'examiner cette problématique pour le bassin versant de la rivière Chaudière en utilisant le système de modélisation intégrée GIBSI (Gestion Intégrée par Bassin versant à l'aide d'un Système Informatisé). Deux scénarios d'assainissement urbain ont été examinés, l'un représentatif de la période avant la mise en place du programme, le début des années 1980, et un autre représentatif de la période plus récente. Deux chroniques météorologiques ont été utilisées (années 1983 et 1994). L'estimation des probabilités de dépassement de différents critères de l'eau montre une nette réduction de ces probabilités après mise en place du programme. Pour la DBO5 et l'azote total, les charges urbaines rejetées actuellement n'entraînent pas de dépassement des critères de qualité de l'eau pour les deux années retenues. Toutefois, les résultats montrent que les charges en phosphore total d'origine urbaine peuvent à elles seules entraîner des probabilités de dépassement importantes lors d'étiage.


2018 ◽  
Vol 31 (3) ◽  
pp. 293-312
Author(s):  
Phu Duc Nguyen ◽  
Babacar Toumbou ◽  
Sophie Duchesne ◽  
Nomessi Kokutse ◽  
Jean-Pierre Villeneuve

L’objectif principal de ce travail est d’évaluer l’influence de différentes sources de pollution sur la qualité de l’eau du bassin versant de la rivière Cau au Vietnam. L’outil utilisé pour cette évaluation est GIBSI (Gestion Intégrée par Bassin versant à l’aide d’un Système Informatisé). Pour cette évaluation, les sous-modèles PO, pour simuler le transport de l’azote et du phosphore, et Qual GIBSI, pour simuler la qualité de l’eau en rivière, seront utilisés. Pour pouvoir appliquer ces modèles, une méthode originale de calage régionalisé, tenant compte des caractéristiques de différentes zones du territoire, est développée. Cette approche permet de tenir compte des caractéristiques des différentes zones du bassin versant pour reproduire au mieux les données observées. Ensuite, à partir de scénarios, l’effet des différentes sources de pollution est comparé. En particulier, l’impact sur la qualité de l’eau du bassin versant de la rivière Cau de la pollution diffuse d’origine agricole et d’origine domestique rurale est évalué. Les résultats démontrent que la pollution diffuse a un impact plus important sur la dégradation de la qualité de l’eau de ce bassin versant que les autres sources de pollution.


2005 ◽  
Vol 18 ◽  
pp. 199-220
Author(s):  
L. Duhaime ◽  
B. Pinel-Alloul

Plusieurs approches tentent de mesurer l'impact des perturbations anthropiques sur les écosystèmes. L'approche BACI (Before-After Control-Impact) consiste à suivre deux groupes de sites (contrôle et impact), avant et après une perturbation, afin de mesurer l'effet de cette dernière sur les écosystèmes. Les études BACI permettent de contrôler la variabilité naturelle entre les groupes de sites, par le suivi des mêmes sites d'impact avant et après la perturbation, tout en minimisant la variabilité naturelle entre les années grâce au suivi de sites de contrôle échantillonnés également avant et après la perturbation. Puisque la variation naturelle entre les années dans les sites d'impact est estimée à partir de celle des sites de contrôle, il est nécessaire de sélectionner des sites de contrôle dont les caractéristiques limnologiques sont semblables à celles des sites d'impact. Ceci est essentiel pour une bonne application de l'approche BACI, afin de s'assurer que les sites naturels et perturbés répondent de la même façon aux variations naturelles interannuelles dans l'environnement et que les différences observées dans les sites d'impact avant et après la perturbation soient attribuables à celle-ci. Cet article propose une méthode de sélection des sites de contrôle dans le cadre d'une étude BACI portant sur l'impact des coupes forestières sur le zooplancton des lacs de la forêt boréale au Québec. Le zooplancton de 16 lacs de la forêt boréale a été échantillonné un an avant (2000) et deux ans après (2001-2002) des coupes forestières sur le bassin versant de certains lacs. Six lacs ont subi des coupes importantes sur 44 à 77 % du bassin versant (lacs de coupe: DA2, DF2, DF7, DF9, K4, K8) et 10 lacs sont restés à l'état naturel ou n'ont subi que des coupes négligeables sur moins de 2 % du bassin versant (lacs de référence: K2, AB34, AB35, AB40, CSL5, DA4, DF4, N35, N89, N43). Parmi ces dix lacs de référence, nous avons sélectionné les six lacs les plus semblables aux lacs de coupe, à l'aide d'analyses en composantes principales (ACP) basées sur la similarité des variables morphométriques, de la qualité de l'eau et du zooplancton avant la coupe (2000). De plus, les variables ayant la plus grande contribution à la variation totale au niveau de ces trois groupes de variables ont été déterminées. Quatre lacs ont été exclus (K2, N89, AB35, AB40) et six lakes (AB34, CSL5, DA4, DF4, N35, N43) ont été sélectionnés comme référence. Finalement, la validité du choix des six lacs de référence a été testée par des analyses de redondance (RDA) avec une variable binaire qui permettait de distinguer les lacs de coupe des lacs de référence sélectionnés. Les analyses de redondance ont montré que les variables de la morphométrie, de la qualité de l'eau et du zooplancton des lacs de référence sélectionnés ne différaient pas significativement de celles des lacs de coupe avant la perturbation. En conséquence, les différences observées après la perturbation dans les six lacs de coupe, relativement aux variations naturelles dans les six lacs de référence sélectionnés, devraient être attribuables à l'effet de la coupe forestière. La méthode de sélection développée dans le cadre de cette étude peut être utilisée pour évaluer à l'aide d'une approche BACI les effets de toute perturbation anthropique sur les écosystèmes


2005 ◽  
Vol 15 ◽  
pp. 121-148 ◽  
Author(s):  
A. N. Rousseau ◽  
A. Mailhot ◽  
S. Gariépy ◽  
E. Salvano ◽  
J. P. Villeneuve

Dans un contexte de gestion intégrée de l'eau par bassin versant, on doit, avant d'implanter tout programme d'assainissement, comparer les solutions de rechange, distinguer les contributions des différentes sources de pollution aux problèmes de qualité de l'eau, et définir des objectifs environnementaux de rejet (OER) associés aux activités et aux pressions anthropiques. Dans le cas des sources de pollution d'origine ponctuelle, on détermine un OER et son risque de dépassement en fonction d'un débit d'étiage critique d'une période de retour donnée. Dans le cas de la pollution diffuse d'origine agricole, il n'existe pas de concepts similaires pour définir des OER. L'approche que nous proposons, c'est de simuler, à l'aide de chroniques météorologiques et de divers scénarios de gestion de ces rejets, les concentrations résultantes dans les cours d'eau et de calculer les probabilités de dépassement des critères de qualité de l'eau (CQE). Cette approche permet de caractériser la prise de décision pour la période de contrôle en matière du nombre moyen de jours de dépassement d'un CQE. Ceci représente une quantification plus exacte du risque car ce dernier est interprété en fonction de ce qui est mesuré en rivière, c'est-à-dire les concentrations de polluants. Dans cette étude, on illustre l'application de ce concept à partir d'un cas de figure dans le bassin versant de la rivière Chaudière (Québec, Canada) qui est simulé avec le système de modélisation intégrée GIBSI. Dans le cadre d'une analyse de scénarios de restauration des activités récréatives conduisant à des contacts directs et fréquents avec l'eau, on illustre comment on peut, en réduisant respectivement les pressions agricole et urbaine de 32 et 17%, abaisser globalement les probabilités de dépassement des critères esthétique et bactériologique de 0,32 à 0,19 et de 0,94 à 0, respectivement.


2015 ◽  
Vol 28 (2) ◽  
pp. 105-117
Author(s):  
Théodore Koffi Yao ◽  
Olivier Fouché ◽  
Emmanuel Konan Kouadio ◽  
Marie-Solange Oga ◽  
Théophile Lasm

Les niveaux piézométriques dans les aquifères de socle en Côte d’Ivoire sont mal connus du fait de la complexité du substratum géologique. Ce travail a pour objectif de modéliser l’altitude du niveau piézométrique des aquifères situés en milieu cristallin et cristallophyllien, notamment dans le bassin versant du Sassandra, au sud-ouest de la Côte d’Ivoire. En exploitant la méthode de la corrélation linéaire entre la dénivellation de la surface du sol et la surface de base des thalwegs d’une part et la dénivellation entre la surface piézométrique et la surface de base des thalwegs d’autre part, nous avons établi des équations qui permettent de déterminer les niveaux piézométriques et de compenser ainsi les lacunes dans leur connaissance. Ces travaux s’appuient sur des données de terrain, des fiches techniques de forage, des cartes (topographique et géologique) et un extrait du Modèle numérique d’Altitude (MNA) du sud-ouest ivoirien. L’interprétation mathématique des résultats a permis, au travers des équations établies, de calculer directement le niveau piézométrique en tout point de la zone d’étude. La carte piézométrique ainsi obtenue montre que le niveau piézométrique est en moyenne 7 m en dessous du sol lorsque l’on prend comme référence la surface de base des thalwegs. La surface piézométrique est corrélée à la surface topographique. La superposition de la carte piézométrique à celle du réseau hydrographique montre qu’à l’échelle de l’analyse réalisée, la circulation de l’eau souterraine est calquée sur celle des eaux de surface ; bassins versants hydrogéologique et topographique se superposent, montrant ainsi le lien entre les eaux de surface et les eaux souterraines. Ce résultat pourra aider à la gestion intégrée des ressources en eau souterraine et de surface surtout face à la vulnérabilité aux pesticides qui sont fréquemment utilisés dans la zone étudiée.


2010 ◽  
Vol 23 (2) ◽  
pp. 159-171 ◽  
Author(s):  
Frédéric De Nardi ◽  
Christophe Puaud ◽  
Thierry Lodé ◽  
Josiane Lecorff ◽  
Bernard Parinet ◽  
...  

L’excès de phosphore (P) dans les eaux de retenues est responsable d’une prolifération de cyanobactéries. Cela s’observe fréquemment dans la plupart des pays européens. En France, le lac de Ribou, localisé à Cholet, est un cas typique (Maine-et-Loire) illustrant cette problématique. La présence de P est principalement liée aux rejets des stations d’épuration (STEP), situées sur le bassin versant, non équipées de processus de déphosphatation et également liées aux pratiques agricoles et aux élevages de bovins. Ainsi, la concentration moyenne de P total entrant dans le lac de Ribou par le Trézon sur l’année 2006 a été de 0,34 mg•L-1, ce qui en fait une eau de qualité « passable » et de nature « mésotrophe » alors que la retenue de Ribou a un caractère eutrophe. De plus, en matière de flux, il se déverse dans le lac de Ribou environ 18,7 tonnes de P•an-1. Sortir de l’eutrophisation reviendrait à abaisser cette valeur à 1 tonne de P•an-1, soit une concentration moyenne de P dans les eaux d’alimentation de la retenue de 0,03 mg•L-1. Pour sortir de cette situation, un plan de gestion dans le cadre du Schéma d’Aménagement de Gestion de l’Eau (SAGE) a démarré en 2006. Il comprend un ensemble de 29 mesures avec, en particulier, la mise en place de contrats agro-environnementaux permettant de réduire les surfaces en cultures au profit de surfaces en prairies, la réalisation de diagnostics agro-environnementaux sur 170 exploitations, l’organisation de journées de formation pour la plantation et l’entretien des haies, la prise en compte du phosphore dans les projets de modernisation des six STEP du bassin versant (non-rejet, déphosphatation, etc.), la mise en place de bandes enherbées, le suivi mensuel de la qualité de l’eau brute sur 16 points de prélèvement du bassin versant, l’organisation de réunions techniques auprès des acteurs concernés permettant la promotion de méthodologies visant à réduire le phosphore et la promotion de la « désintensification » des systèmes de production agricole. Enfin, parmi ces mesures, l’aménagement de zones humides tampons est envisagé dans le but de diminuer d’un facteur 10 les apports actuels d’ici 2010. Ainsi, une démarche de restauration a été mise en oeuvre. En effet, dans un premier temps, un diagnostic du lac de Ribou par analyse en composante principale sur un ensemble de données physico-chimiques a montré que la station la plus anthropisée correspond à la station TR qui doit faire l’objet de priorité dans le cadre d’un aménagement futur. Dans un second temps, au cours de l’année 2006, des inventaires floristiques ont été conduits sur cette zone de confluence entre le Trézon et le lac de Ribou, en appliquant la méthode des quadrats selon l’échelle de Braun-Blanquet. Nous avons mis en évidence 21 espèces végétales en mai et 12 en octobre. Parmi celles-ci, les espèces Juncus effusus, Phalaris arundinacea, Salix caprea, Rorippa amphibia, et Lemna minor ont été répertoriées. Ces inventaires ont permis, d’une part, de diagnostiquer l’état écologique du milieu aquatique à travers l’observation de la présence d’un ensemble caractéristique d’hélophytes appelé Phalaridaie regroupant les espèces Rorippa amphibia, Lycopus europaeus, Mentha aquatica, Phalaris arundinacea, Alisma plantago-aquatica et Lythrum salicaria. La présence de ce groupe caractéristique traduit une mauvaise qualité de l’eau brute. D’autre part, ces inventaires ont permis de mettre en évidence des espèces aquatiques potentiellement intéressantes dans l’épuration du phosphore comme Phalaris arundinacea, Salix caprea et Juncus effusus. Ces dernières pourraient être utilisées à moyen terme pour l’aménagement de zones tampons dans un but de restauration de la qualité des eaux du lac de Ribou.


2005 ◽  
Vol 15 (1) ◽  
pp. 371-395 ◽  
Author(s):  
B. Pinel-Alloul ◽  
D. Planas ◽  
R. Carignan ◽  
P. Magnan

Cet article présente une première synthèse comparative des impacts des feux et des coupes forestières sur la qualité des eaux et les communautés aquatiques des lacs de l'écozone boréale de l'est du Canada. La recherche a été réalisée de 1996 à 1998 dans le cadre d'un projet du Réseau de centre d'excellence sur la gestion durable des forêts (RCE-GDF) et porte sur 38 lacs du Bouclier Canadien du Québec. Les changements dans la qualité de l'eau ainsi que dans la diversité, la biomasse et la structure des communautés de plancton et de poissons ont été suivis pendant trois ans dans 20 lacs dont les bassins versants étaient non perturbés, dans 9 lacs qui avaient subit des coupes forestières et dans 9 lacs qui avaient subit des feux de forêt. Notre étude montre que les feux et les coupes ont des impacts significatifs qui diffèrent selon le type de perturbation. En général, les lacs affectés par les coupes et les feux ont des concentrations de phosphore 2 à 3 fois plus élevées que les lacs de référence. Toutefois, les lacs affectés par les feux montrent des concentrations en nitrates beaucoup plus élevées tandis que les lacs affectés par les coupes sont moins transparents et ont des eaux plus colorées, très riches en carbone organique dissous. Les feux et les coupes affectent aussi de façon différente la minéralisation des eaux et les concentrations des ions majeurs. Les feux et les coupes n'ont pas d'effet sur la biodiversité des communautés planctoniques, sauf dans les lacs ayant un grand bassin versant et plus de 40 % de perturbation. Aucune différence n'a été observée entre les lacs de référence et les lacs perturbés au niveau de l'occurrence, l'abondance et la croissance des espèces de poissons. En revanche, les feux et les coupes affectent la production et la structure des communautés aquatiques. Dans les lacs affectés par les feux, l'enrichissement en azote et phosphore provoque une hausse de la concentration en chlorophylle a, et de la biomasse du phytoplancton et du limnoplancton (seston > 53 µm), en particulier des diatomées, des rotifères et des gros crustacés, pendant deux à trois années après les feux. En revanche, dans les lacs affectés par les coupes, l'enrichissement en phosphore n'entraîne qu'une augmentation très faible et limitée à un an de la biomasse des algues et pas de changement dans les biomasses du limnoplancton, en raison de la forte couleur et de la transparence réduite des eaux, qui limite la production biologique. Les coupes ont un impact négatif sur les copépodes calanoïdes, un groupe de zooplancton caractéristique des lacs oligotrophes et transparents. Une diminution significative de la proportion des individus de petite taille a été observée chez les populations de perchaude et de meunier noir des lacs perturbés (lacs de coupe et de feux formant un seul groupe). Les impacts observés dans la qualité des eaux et la production du plancton augmentent avec l'importance relative des perturbations au niveau du bassin versant. Cependant, la variabilité dans les caractéristiques des bassins versants et des lacs, en particulier le rapport de drainage et le temps de résidence des eaux, a des effets confondants sur les réponses des écosystèmes lacustres aux perturbations par les feux et les coupes.


Author(s):  
Louise Leroux ◽  
Johan Oszwald ◽  
Benjamin Ngounou Ngatcha ◽  
David Sebag ◽  
Marie-Josée Penven ◽  
...  

Depuis les trente dernières années, de nombreuses études scientifiques s'intéressent aux dynamiques hydrologiques relevées dans le bassin versant du lac Tchad. En effet, ce bassin versant a été, et est encore, une zone emblématique des impacts du changement climatique sur la ressource en eau en région sub-saharienne. la gestion de cette ressource est d'autant plus complexe que ce bassin versant se partage entre le Tchad, le Niger, le Nigéria et le Cameroun. Ce dernier, bien que important pour le fonctionnement hydrique du lac Tchad, est encore trop peu étudié par la communautéscientifique. Nous nous proposons donc de travailler sur le bassin versant du Mayo-Tsanaga, situé au Nord Cameroun et connecté au fleuve Logone, affluent du fleuve Chari et principal contributeur au bilan hydrique du lac Tchad. Quelqueschercheurs de l'ORSTOM (Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer) ont déjà travaillé sur ce bassin versant dans les années 1970, mais très peu de travaux ont été mis en place ces vingt-cinq dernières années sur celui-ci. de ce fait, il est primordial aujourd'hui, afin de pouvoir relancer une étude du bassin versant du Mayo-Tsanaga par instrumentation, de remettre à jour nos connaissances géomorphologiques, hydrographiques et d'occupation du sol. Pour ce faire, nous avons recours à des données récentes et plus précises (MNT Aster, images satellites landsat TM et etM+) afin de suivre les dynamiques Hommes / milieux ayant cours depuis les 25 dernières années. Ce travail montre une mutation et une organisation complexe des pratiques, en relation notamment avec la géomorphologie et la pédologie dubassin versant du Mayo-Tsanaga.


Author(s):  
Abdelghani Boudhar ◽  
Lahoucine Hanich ◽  
Ahmed Marchane ◽  
Lionel Jarlan ◽  
Abdelghani Chehbouni

Le présent travail a pour objectif d'améliorer notre connaissance du cycle de l'eau et en particulier de l'apport du manteau neigeux dans le bilan hydrologique au niveau du bassin versant montagneux du Rheraya au Sud de la ville de Marrakech. Vue la faiblesse du réseau de mesures hydrométéorologiques, nous nous sommes appuyés sur les données issues d'une séries d'images FORMOSAT2 de haute résolution spatiale (8 mètres) et temporelle (4 jours). Les données de télédétection, si elles permettent d'obtenir avec une bonne précision la surface occupée par la neige, ne permettent pas seules d'estimer leur équivalent en eau alors que c'est cette quantité qui régit le bilan hydrologique.La combinaison de ces données spatiales avec les mesures de terrain a permis la validation du modèle de fonte que nous avons calibré à l'échelle locale. Le modèle de fonte utilisé et de type degré jour a été initié à l'aide des données mesurées à une station située à 2600 mètres d'altitude. Les équivalents en eau (SWE) spatialisés sont ensuite validés de deux manières : 1) à l'aide des mesures au niveau d'une station à 3200m et 2) avec les surfaces enneigées obtenues à partir des données FORMOSAT2. Les résultats obtenus indiquent que les images FORMOSAT2 permettent une meilleure estimation du couvert nival à l'échelle du bassin versant. Les simulations des SWE indiquent une grande cohérence avec les mesures et les surfaces de neige observées.


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