Les fonctions hydrologiques des tourbières de tête de bassin sur socle

-Limoges, 6 septembre 2017

Arnaud Duranel

Consultant indépendant &

Chercheur associé EVS-ISTHME UMR 5600 CNRS / Université J. Monnet St-Etienne

Méta-analyse de la littérature

• Commandée par l’Etablissement Public Territorial du Bassin de la Vienne

• Fonctions hydrologiques des zones humides de tête de bassin sur socle en zone tempérée, ou similaires

• Environ 400 documents consultés

Fonction hydrologique?

Processus Fonction Service

Ralentissement du ruissellement,Stockage en surface,

Stockage souterrain, etc

Réduction du débit de pointe Réduction des inondations

Contrôle des échanges aquifère –surface, stockage dans la ZH et relargage, limitation de l’ETR

Augmentation des débits d’étiageMaintien des ressources AEP, maintien des communautés

piscicoles, etc.

Indicateurshydrologiques

Bilan hydrologique global

Écoulement moyen annuel

Volume d’écoulement en période humide

Volume d’écoulement en période sèche

Évapotranspiration réelle annuelle

Évapotranspiration réelle en période humide

Évapotranspiration réelle en période sèche

Débits de base et d’étiage

Exfiltration

Volume d’écoulement en période sèche

Durée d’écoulement en période sèche

Coefficient de tarissement

Influence sur la nappe locale/régionale

Recharge moyenne annuelle

Recharge en période humide

Recharge en période sèche

Volume/hauteur de la zone saturée en amont

Zone d’exfiltration

Variabilité du débit

Variabilité du débit

Variabilité du débit en période humide

Variabilité du débit en période sèche

Caractéristiques des crues

Débit de pointe (période de retour courte)

Débit de pointe (période de retour longue)

Débit de pointe (période de retour non précisée)

Volume de crue

Temps de réponse

Taux de décrue

Base de données « fonctions »• 84 études retenues, 195 résultats élémentaires

Synthèse des résultats élémentaires

Synthèse des résultats élémentaires

• Par rapport à des milieu ouverts (pas forêt!), les ZH de TBV ontune ETR importante et réduisent les écoulements totaux.

Synthèse des résultats élémentaires

• Effet très variable sur les écoulements en période sèche, généralement négatif (les ZH de TBV réduisent les écoulements)

Synthèse des résultats élémentaires

• Effet très variable sur les crues, généralement négatif (les ZH de TBV réduisent et retardent les crues)

Fonction hydrologique?

Processus Fonction Service

Ralentissement du ruissellement,Stockage en surface,

Stockage souterrain, etc

Réduction du débit de pointe Réduction des inondations

Contrôle des échanges aquifère –surface, stockage dans la ZH et relargage, limitation de l’ETR

Augmentation des débits d’étiageMaintien des ressources AEP, maintien des communautés

piscicoles, etc.

Suppose une comparaisonavec un système de référence, un contrôle.

Couple

Entrée / Sortie

Entrée / Sortie

Multiples

Multiples

Multiples

Multiples

Multiples

Multiples

Multiples

Multiples

(tiré de Demissie & Khan, 1993)

Avant / Après

Avant / Après

Virtuel

Virtuel

(tiré de Ballard et al. 2012)

Processus

Importance des méthodes

Importance des méthodes

ZH de socle:• Ratio surface ZH / surface BV important: la différence entre

le régime hydrologique en entrée et en sortie n’est pas seulement liée à la ZH

• Déterminisme hydrologique des tourbières de tête de bassin sur socle?

© Michel Giguet

Profondeur moyenne de la nappe

Apports souterrains

Exfiltration

(tiré de Freeman et al. 2007)

Une bonne partie des tourbières de tête de bassin sur socle correspondent aux zones d’exfiltration des eaux circulant dans les formations d’altération

(tiré de Freeman et al. 2007)

Leur distribution est déterminée par les caractéristiques hydrologiques du bassin versant

(tiré de Freeman et al. 2007)

Quel contrôle???

Importance des méthodes

Importance des méthodes

Importance des méthodes

Importance des méthodes

Importance des méthodes

Importance des méthodes

Importance des méthodes

Importance des méthodes

?

?

Importance des méthodes

Importance des méthodes

Avant/Après

Merci de votre attention.

Arnaud DURANEL

arnaud.duranel@univ-st-etienne.fr

Consultant indépendant &

Chercheur associé

EVS-ISTHME UMR 5600 CNRS / Université J. Monnet St-Etienne (France)