Simplification de la BD Carthage pour la modélisation de l’écoulement naturel Géomaticien Je travaille avec des hydro-biologistes (JGW) notamment sur la mise en application de la DCE Hervé Pella – 7 mars 2006 Laboratoire d’Hydroécologie Quantitative Biologie des Ecosystèmes Aquatiques- Cemagref de Lyon

Pourquoi simplifier la BD Carthage ? - L’analyse de l’environnement immédiat d’une station dans le bassin, par exemple le pourcentage par type d’occupation du sol traversé par le réseau amont d’une station - Mais aussi faire le lien avec un station hydro, des données chimie - Ou encore le calcul de distance via le réseau Suppose le parcours amont-aval du réseau difficile en l’état avec la BD Carthage Etant donné que nous avons des données hydrologiques à la zone hydro, la simplification de la BD Carthage est dans un premier temps axé sur le drain principal de chaque zone hydro Cet outil a été développé en 2004

Pourquoi simplifier la BD Carthage ? Lien avec les stations chimie, hydro ? Occupation du sol sur le réseau amont ? Distance entre 2 stations ? Influence d’un barrage à l’amont ?

Pourquoi simplifier la BD Carthage ? Lien avec les stations chimie, hydro ? Occupation du sol sur le réseau amont ? Distance entre 2 stations ? Influence d’un barrage à l’amont ? Lame d’eau à la Zone hydro écoulement naturel

A partir des arcs codés de Objectifs Analyse des relations Amont-Aval Modélisation de l’écoulement naturel Simplification du nombre d’arcs A partir des arcs codés de Carthage V3 2ème édition (≃ 346 000 arcs - ≃ 355 000 km) Principe : Un seul drain par zone hydrographique Les objectifs que nous nous sommes fixés pour simplifier la BD Carthage

Drain principal de la BD Carthage Incomplet en LB et AP Discontinuités Amont-Aval Arcs artificiels

Méthode 1 - Programmation Problèmes Analyse des codes hydrographiques par Zh Sélection du code de plus grand Strahler Problèmes Discontinuités amont-aval Problèmes de Codage (LB) 2 - Vérification du drain principal (le plus naturel) Recherche et résolution des discontinuités Simplification de l’écoulement (vallées alluviales) Correction du sens d’écoulement

Résultat - Réseau niveau 1 ≃ 92 800 km de cours d’eau dont ≃ 89 000 km naturel ≃ 99 500 arcs Carthage 8 500 tronçons orientés

Résultat Un seul drain par Zone hydro Réseau qui coule

Comparaison DP – BD Carthage Confluence Maine - Loire

Limites d’utilisation Non exhaustif (cf AP) : canaux Hétérogénéité inter-agence lié au découpage en zone hydro à la codification hydro Choix du drain Arcs non connectés : repérés

A partir des arcs codés de se connectent au niveau 1 Densification du réseau Analyse des relations Amont-Aval Simplification du nombre d’arcs A partir des arcs codés de Carthage V3 2ème édition (≃ 346 000 arcs - 99 500 ) Principe : Sélection des arcs qui se connectent au niveau 1

Résultat - Réseau niveau 2 ≃ 221 000 km de cours d’eau dont ≃ 216 000 km de naturels ≃ 216 000 arcs Carthage 65 700 tronçons orientés

Linéaire de cours d’eau / Densité de drainage Linéaire de cours d’eau / Surface du carré Unité : km / km² Résolution : 2,5 km²

Comparaison niveau 1 et 2

Comparaison DP – BD Carthage Confluence Maine - Loire

Application : Modélisation hydrologique Débit cumulé (m3/s) sur le drain principal Le premier exemple d’application est le cumul des débits de l’amont vers l’aval pour chacun des arcs du drain principal fait à partir de données hydrologiques modélisées à l’échelle de la zone hydrographique Lamedo : valeur de la lame d’eau spécifique à la zone hydro Volumdo : volume annuel m3/an = lamedo (m) * surface Zonhydro (m2) Volm3s : volumdo / (365*24*3600) Cumul_volm3s : cumul de volm3s sur dp Cumul_volls : cumul_volm3s * 1000 Cumul_usur (en l/s par km2) : Cumul_vols/Surf_amont (km2) d’après E. Sauquet (2004)

Application : Calcul du bassin versant des Zh Le 2eme exemple utilise les relations amont – aval pour calculer le bassin versant de chacune des zones hydrographiques. Pour chaque zh, le traitement consiste à identifier le drain principal correspondant et à remonter le réseau à partir de ce dernier. Une fois que les arcs situés à l’amont sont repérés, une sélection des zh qui croisent les arcs amont est opéré.L’union des zh sélectionnées permet d’obtenir le polygone correspondant au bv de la zh considérée. Ce calcul de bv des zh est fait systématiquement pour chacune des zh. La couche résultante de cette analyse à la même structure que la couche des zh ainsi la correspondance entre zh et son bv est directe.

Application : Calcul de bassin versant (bv) La station est-elle située sur le drain principal ? Oui Non Calcul du bv dans la zone hydro Calcul du bv dans l’enveloppe amont Calcul à partir du modèle numérique de terrain

Application : Caractérisation des tronçons Zone hydro : M375 • Surface : 28 km² • Surface bv : 491 km² Perspective : altitude et pente Altitude Amont Hydrologie Pente • Lame d’eau : 186 mm • Débit spécifique : 0.17 m3s • Cumul Altitude Aval

Application : Analyse de voisinage 3275 stations connectées au réseau de niveau 2 sur un total de 3662 (89 %)

Application : Intégration retenues et barrages

Perspectives d’utilisation d’évolution Extrapolation spatiale des modèles d’habitat poisson (N. Lamouroux) Analyse du contexte physique dans lequel évolue l’anguille sur le bassin Adour-Garonne (Cemagref de Bordeaux) Analyse de voisinage (cours d’eau – plan d’eau) Calcul de distance (source, exutoire…) d’évolution Intégration plan d’eau / retenue Analyse des pentes de cours d’eau