DÉPLOIEMENT DES STATIONS DE MESURE SUR LE BASSIN VERSANT DE COINTZIO B ILAN & PREMIERS RÉSULTATS Clément DUVERT, Nicolas GRATIOT Octobre 2008 Projet STREAMS.

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1 DÉPLOIEMENT DES STATIONS DE MESURE SUR LE BASSIN VERSANT DE COINTZIO B ILAN & PREMIERS RÉSULTATS Clément DUVERT, Nicolas GRATIOT Octobre 2008 Projet STREAMS 2007 - 2009 C. PRAT, D. VINSON, A. PASTOR, S. VAN HECKE, P. HERNANDEZ, A. VAZQUEZ

2 Contexte du projet Octobre 2008 Programme STREAMS = Sediment TRansport and Erosion Across MountainS Financement ANR, période 2007-2009 2 sites détude : Bléone (F RANCE ) & Cointzio (M EXIQUE ) Site également étudié dans le cadre du projet européen DESIRE

3 Objectifs scientifiques Améliorer les connaissances sur les transits de sédiments fins au sein de bassins versants montagneux. Différentes échelles détude : spatiale (bassins entre 10 et 600 km 2 ) et temporelle (archives historiques disponibles à compter de 1940). Mettre en relation les phénomènes dérosion avec la pédologie locale, loccupation des sols et la météorologie. Finalité : modélisation des flux sédimentaires aux différentes échelles détude. Octobre 2008

4 Site détude État du Michoacán Zone transvolcanique du centre du Mexique Climat tempéré avec saison des pluies de juin à octobre Octobre 2008

5 Site détude (2) Altitude entre 1980 et 3420 m Principalement Andosols et Acrisols Figures dérosion marquées en différents points du BV Surfaces concernées demeurent faibles (- de 0,5 % du bassin) Le bassin versant de Cointzio Octobre 2008

6 Choix des stations Deux points de suivi complets (S BV : 400 - 600 km 2 ) Flux liquide Suivi hauteur deau en continu Flux solide - Suivi turbidité en continu - Suivi MES bi-journalier - Échantillonnage par asservissement sur les valeurs de turbidité Octobre 2008

7 Flux liquide Suivi hauteur deau en continu Flux solide- Suivi MES journalier - Échantillonnage par asservissement sur les valeurs limni Choix des stations (2) Deux points de suivi complets (S BV : 400 - 600 km 2 ) Trois autres points de mesure (S BV : 9 - 50 km 2 ) Le suivi sédimentaire par prélèvement demeure pertinent (en crue : échantillonnage automatique ISCO, et hors crue : prélèvement journalier) Sous-bassins de petite taille caractérisés par un signal " binaire " (2 régimes : en crue et hors crue) Contrainte : lame deau très faible Octobre 2008

8 Choix des stations (3) Deux points de suivi complets (S BV : 400 - 600 km 2 ) Trois autres points de mesure (S BV : 9 - 50 km 2 ) Suivi météorologique Une station météo à lexutoire du bassin (CNA + IRD) 2 e station à proximité du point de suivi de La Cortina Un troisième pluviomètre implanté à Huertitas Déploiement de 4 autres pluviomètres (emplacements à définir !) Octobre 2008

9 Choix des stations Rio Grande à Santiago Undameo Point situé à proximité de lexutoire du bassin Renseigne sur les transits sédimentaires à léchelle de tout le BV Disponibilité de données historiques (flux liquide & solide) Rio Grande à San Antonio Coapa Point en amont de Santiago Undameo situé à proximité de lexutoire du bassin Renseigne sur les transits sédimentaires à léchelle de tout le BV Disponibilité de données historiques (flux liquide & solide) R í o Grande à Santiago Undameo Point situé à proximité de lexutoire du bassin Renseigne sur les transits sédimentaires à léchelle de tout le BV Recueil de données historiques (flux liquides & solides) R í o San Juan à San Antonio Coapa Point situé dans la plaine alluviale, environ 10 km en amont de lexutoire Intègre les contributions de toute la partie Sud et Ouest du BV Octobre 2008

10 Choix des stations Rio Grande à Santiago Undameo Point situé à proximité de lexutoire du bassin Renseigne sur les transits sédimentaires à léchelle de tout le BV Disponibilité de données historiques (flux liquide & solide) Rio Grande à San Antonio Coapa Point en amont de Santiago Undameo situé à proximité de lexutoire du bassin Renseigne sur les transits sédimentaires à léchelle de tout le BV Disponibilité de données historiques (flux liquide & solide) Station Potrerillos Zones fortement érodées sur acrisols, tepetates* Pâturages extensifs, forêts mixtes et dégradées Station La Cortina Exclusivement sur andosols Cultures de maïs + (avocats) et forêts Station Huertitas Surfaces très dégradées sur acrisols argileux Sols cultivés *Tepetate : tuf volcanique induré Octobre 2008

11 Équipements Thalimède OTT Station CAMPBELL CR800 Sonde turbidité ViSolid WTW Préleveur ISCO 3700 Asservissement évolutif aux valeurs de turbidité ou de hauteur deau (selon les sites) Octobre 2008

12 Équipements XX/10/08 Rio Grande à Santiago Undameo Surface reprise : 590 km 2 Mesure turbidité à pas de temps 10 min Mesure h eau à pas de temps 5 min Échantillonnage avec asservissement turbidité Échantillonnage manuel bi-journalier => analyses MES en labo Mesures limni disponibles depuis 2006

13 Équipements XX/10/08 Rio San Juan à San Antonio Coapa Surface reprise : 390 km 2 Mesure turbidité à pas de temps 10 min Mesure h eau à pas de temps 5 min Échantillonnage avec asservissement turbidité Échantillonnage manuel bi-journalier => analyses MES en labo Dispositif de mesure de lérosion des berges par technique des "scour chains " Acquisition des mesures depuis 2008

14 Équipements XX/10/08 Potrerillos Surface reprise : 12 km 2 Mesure h eau à pas de temps 5 min Échantillonnage avec asservissement sur limni Dispositif de mesure de lérosion des berges par technique des "scour chains « Acquisition des mesures depuis 2008

15 Équipements XX/10/08 Rio Grande à La Cortina Surface reprise : 9 km 2 Mesure h eau à pas de temps 5 min Échantillonnage manuel journalier => analyses MES Échantillonnage avec asservissement sur limni Acquisition des mesures depuis 2005

16 Équipements XX/10/08 Huertitas Surface reprise : 43 km 2 ? Mesure h eau à pas de temps 5 min Échantillonnage manuel journalier => analyses MES Échantillonnage avec asservissement sur limni Acquisition des mesures depuis 2005

17 Premiers résultats Station de suivi de Santiago Undameo Octobre 2008

18 Qualité de la mesure À San Antonio CoapaÀ Santiago Undameo Mesure limnigraphique (données 01/06/08 – 01/10/08) Octobre 2008

19 Qualité de la mesure (2) Mesure turbidimétrique (données 30/06/08 – 01/10/08) À San Antonio CoapaÀ Santiago Undameo Octobre 2008

20 Qualité de la mesure (3) Suivi échelle limnimétrique (données 01/06/08 – 01/10/08) À San Antonio CoapaÀ Santiago Undameo Le couplage des 2 mesures donne une information fiable quasi-permanente Octobre 2008

21 Ajustement MES-turbidité Forte dispersion pour les valeurs faibles de MES : résolution sonde 3 mesures successives avec possible surévaluation turbidité : encrassement de la sonde ? Probable surévaluation de la valeur MES en laboratoire (phase de décrue) Surévaluation turbidité à cause dépôt débris végétaux (phase de crue) Octobre 2008

22 Obstacles rencontrés Contacts électriques parfois défaillants, décharge imprévue de la batterie (16% des valeurs turbidité à Undameo) Encrassement du turbidimètre (5% des valeurs turbidité à Undameo) Obstruction de la sonde de turbidité par dépôts végétaux (26% des valeurs à San Antonio) Envasement du limnigraphe (14% des valeurs à San Antonio) 1. Dans lacquisition des mesures Octobre 2008

23 Obstacles rencontrés (2) Disparité dans les valeurs de filtration et dévaporation 2. Au laboratoire Protocole de filtration à affiner (sous- estimation probable par mauvais mélange) Octobre 2008

24 Courbes de tarage Jaugeages réalisés par injection au sel Nécessité de compléter la courbe => fin de saison 2008 (??) + début de saison 2009 Élaboration de la courbe de tarage à San Antonio Coapa Absence du palier attendu pour les débits élevés… Octobre 2008

25 Dégager des tendances générales pour être plus efficace sur la prévision lan prochain Statistiques sur les crues de la saison 2008 Courbes de tarage (2) Octobre 2008

26 Les crues se produisent majoritairement entre 18h et 7h. Aucune relation visible entre lheure de début de crue et sa durée totale. Pas de corrélation entre la durée de crue et la hauteur maximum atteinte. Pas de relation non plus entre la vitesse de montée de crue et le niveau maximum atteint. ! Régime différent à Potrerillos (autre station à jauger) Courbes de tarage (3) Conclusions de létude statistique : Les crues se produisent majoritairement entre 18h et 7h. Aucune relation visible entre lheure de début de crue et sa durée totale. Les crues se produisent majoritairement entre 18h et 7h. Aucune relation visible entre lheure de début de crue et sa durée totale. Pas de corrélation entre la durée de crue et la hauteur maximum atteinte.

27 Améliorations à apporter 1. Sur la qualité de la mesure Vérification systématique du bon fonctionnement des appareils en fin de visite hebdomadaire + nettoyage des instruments Amélioration de la prise de mesure turbidité à San Antonio Coapa : nettoyage post-crue par la personne chargée du prélèvement / pose dun filet de protection en amont ? Perfectionnement de la connexion batterie / panneau solaire à Santiago Undameo Optimisation des programmes dasservissement (turbidité => idée dasservir lISCO sur des écarts de mesure plutôt que sur un seuil) Octobre 2008

28 Améliorations à apporter 2. Perspectives à court terme Pertinence de léquipement dun autre site ? (emboîtements…) Modification du suivi physico-chimique mensuel du BV ? (à voir avec Julien => points plus ou moins pertinents) Travail sur la spectrocolorimétrie : mission à prévoir ? Impact du curage des chenaux sur les phénomènes dérosion, impact des effets de frontières (routes, chemins…) Estimation du rôle tampon des retenues deau présentes sur le bassin vis-à-vis des flux solides 3. Autres pistes de réflexion Octobre 2008

29 Gracias…