Gestion Des Ressources en Eau -- Planification 1

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  • DixneuvimesjournestechniquesduComitFranaisdHydrogologiedelAssociationInternationaledesHydrogologues.

    Leseauxsouterraines:hydrologiedynamiqueetchimique,recherche,exploitationetvaluationdesressources.Quoideneuf?Bordeaux30mai2juin2013

    195

    GESTION,PROTECTION,PLANIFICATIONDESRESSOURCESENEAU.INTEGRATION,MODELISATIONETAPPLICATIONS

    AUXCAPTAGESENEAUPOTABLE

    T.Constant1,A.Lioeddine2,S.Charrire3,Y.Emsellem4123InVivoAgroSolutions,83avenuedelaGrandeArme75782ParisCEDEX16,France

    4Watermodel,33boulevardFoch66000Antibes,FranceEmails:[email protected],[email protected],3scharriere@invivo

    group.com,[email protected]

    RsumLes eaux souterraines et les eaux de surface, sont indissociables ds quil sagit de bien grer laressourceeneau, laprotgerenquantitetqualitetplanifiersonutilisation.Ladgradationdesressourceseneauparlespollutionsdiffuses,essentiellementparlesnitratesetlespesticidesestunenjeudesantpublique.RestaurerlaqualitdeseauxbrutesdescaptageslchelledeleursAiresdAlimentation(AAC)est,enFranceuneprioritpourassureruneeaupotabledequalit.LeSyndicatIntercommunaldeDistributiondEauPotable(SIDEP)delavalledelOrvannealimenteplusde3000habitantspartirdun foragecaptant lanappede lacraiesitusur lacommunedeDormelles (77). Le captage dpasse occasionnellement les seuils de potabilits en nitrates etpesticides,imposantlaconstructionduneusinedetraitement.Sur financement de lAgence de lEau SeineNormandie, ltude hydrogologique a permisdidentifieruneAiredAlimentationdeCaptagede23000ha.ConsidrerlesAACdegrandessurfacescomme homognes, et se limiter une protection de la globalit du bassin, conduiraitimmanquablementdesmesurescoteusesetdontlefficacitresteraitprouver.Lavariabilitdesconditionspdologiquesetgologiquesdu territoireestunechancesaisirpour investirdansdesactionsplusefficacessurdessurfacesplusrduites.PluttquedesaupoudrerlesmoyensfinancierssurlatotalitdelAAC,onpeutlesconomisereninvestissantplusmassivementdanslessecteursoilsserontbienrentabiliss:leszonescontributives.LanotiondeZonesContributivesHydraulique(ZCH)descaptagesdiffredelanotiondAACtotale.Letransportde lamajoritdespolluantspersistantsmobilestantdabordcontrlpar lacirculationdeseaux,leconceptdezonesdeprotectionestbassurlecheminementdeleaudepuislasurfacedu solde lAAC jusquaucaptage.Lamthodedemodlisation intgre (eauxde surfaceseteauxsouterraines) Watermodel propose damnager prioritairement les secteurs de plus fortecontribution lalimentationeneauducaptage. Watermodeldtermine lacontributionde toutpointde la surfacedubassinau flux capt. Lamthodevisedlimiter les surfacesde lAACquicontribuent50%,70%,90et95%de lalimentationdu captage, la zone100%tant la surfacetotaledelAAC.DanslexempledeDormelles,lamodlisationamontrque95%delalimentationeneauducaptageprovenaitde26%delasurfacedelAAC.Leplandactionagricoleseradoncciblsur93agriculteursdelazone95%decontributionaulieudes250exploitantsexploitantles23000hadelAAC.Paralllement,lemodleEpiclspermetdemodliser,pourchaqueparcelleagricoledelAAC,lesconcentrationsennitrates sousracinairesen fonctiondes conditionspdologiques, climatiquesetdes itinrairestechniquesagricoles.LecouplageWatermodelEpiclsapermisdemodliser lestransfertsdenitratesdepuislesoljusquaucaptage,devalideruntatdeslieuxinitial,deconstruireet simuler lefficacit dun programme daction agricole en testant plusieurs scnarii tendancielsdvolution des pratiques et en contrlant la diminution priori des concentrations en nitratessimulesaucaptageenfonctiondutemps.

  • rech

    I. LeSyndiplusde3(Seineetseuilsdepourabo

    Depuis2toujoursdelEau)

    Figu

    II. Lapproclchellecettemolesystm

    1 BRGM/R

    Dix

    herche,exploi

    Lecontexte

    catIntercom3000habitatMarne)doepotabilit.Loutirunp

    2004lesconcssuprieures):

    ure1Conc

    LELABORA

    cheintgredelAACsoodlisationcmemulticouc

    Couche0Couche1Couche2Couche3Couche4

    RP55874FR,

    xneuvimesjdelA

    Leseauxtationetval

    e

    mmunaldeDntspartirdntlesconceLAiredAlimrimtrede2

    centrationses37,5mg/l

    centrations

    ATIONDUM

    eauxdesurfitleplusfiabcarilpossdechesmodlis0:Sol1:Formatio2:Plateauxt3:Sables,ga4:Nappede

    septembre20

    ournestechssociationIntxsouterrainesluationdesre

    istributionddunforagedntrationsen

    mentationdu23000ha:

    ennitratesml(75%duseu

    ennitrateslOrva

    MODELEHYD

    faceeauxsblepossible.ecettecapacssousWate

    nssuperficietertiairesOlialets,argileselaCraie

    007parJ.F.V

    niquesduComternationaleds:hydrologieessources.Qu

    dEauPotabledanslanappnitratesetpCaptagea

    mesursaucuildepotabi

    danslescaannedepuis

    DROGEOLO

    souterrainesWaterModecitcalculeerModele

    elles:alluvioigocneetEoetgrsdel

    ernoux,A.Wu

    mitFranaisdesHydrogoldynamiquee

    uoideneuf?

    e(SIDEP)deedelaCraiepesticidesdtdlimite

    aptagedeDilitetseuild

    aptagessitus1964.

    OGIQUE

    simposepoelestdoncerenmodeinestcompos

    nsetcolluvioocneYprsieneta

    uilleumier,N.

    dHydrogoloogues.etchimique,Bordeaux30

    lavalledelesurlacommpassentoccesuivantlam

    ormellesbaidactionrenf

    ssurleba

    ourquelebilchoisipourntgr.Sebadeshorizons

    ons.

    argilesSilex

    Drfliger

    ogie

    0mai2juin

    lOrvannealmunedeDorcasionnellemmthodologie

    issentmaisrforcedesA

    assinversan

    anquantitatlaralisationasantsurlagssuivants:

    x.

    2013

    196

    imentermellesmentleseBRGM1

    restentAgences

    ntde

    tifndegologie,

  • rech

    II.1 M

    Leterritoconditiolongdel

    II.2 S

    Les cartemmagahydrogbibliograpointsddonnesannesaModlelieslo

    II.3 C

    Lannepermanereprsenannes.A la subibliograrelle,eLebilan

    Dix

    herche,exploi

    Maillagedu

    oirechoisiesnsauxlimitelOrvanneet

    Figure2M

    Sourcesdes

    tes de transasinementologiques daphie etdeeaubien rs climatologaupasde teNumriqueoccupationd

    Calagedum

    2010 a tentcarnousnter une an

    ite dun caaphie par exnhauteeauxintgrlc

    xneuvimesjdelA

    Leseauxtationetval

    usystmem

    stunpeuplues.LespaceetlOrvaletau

    Maillagedu

    sdonnesd

    smissivit, psont dtermdisponibles2 campagnepartisdansiques sont iemps journadeTerrain (dessolsetla

    modleenr

    choisie cosdisposionsne hydrolo

    lage des paxemple), noxetbassesechelleduba

    ournestechssociationIntxsouterrainesluationdesre

    multicouche

    uslargequeestensuitedutourdescap

    umodleet

    dentre

    permabilitmines parsur le sectesde terrainlazonedtissues de laalier.La topo(MNT)aupaRFUdfinie

    rgimeperm

    omme anndedonnes

    ogique proch

    aramtres leus obtenonseaux(corrlassinestalors

    niquesduComternationaleds:hydrologieessources.Qu

    e

    lAACausendcoupenmptages.Auto

    tcoupego

    verticale, pr une tudteur. Les don ralises etudeavecma base de dographie,moasde50m.epartirdem

    manentpui

    e de rfrespizomtrihe de lamo

    es moins cs une carteation0,99ps,enrgime

    mitFranaisdesHydrogoldynamiquee

    uoideneuf?

    nsduBRGMmaillesde20otal46671m

    logiqueNE

    porosit dede bibliogronnes pizenhautes eamesuresenhonnesMtoteurdu ruiLarugositmesuresins

    istransitoir

    ence pour leiques fines.oyenne pluv

    onnus surpizomtriq

    pourles2camoyen2010

    dHydrogoloogues.etchimique,Bordeaux30

    pourprendr00mdectmaillescomp

    SOdelazo

    fissure, poaphique lozomtriquesaux etbassehauteseauxto France sssellement,dusolestdituetdesca

    re

    e calage duDeplus,elleiomtrique

    le secteur (que virtuelles).0,lesuivant

    ogie

    0mai2juin

    reencompte,raffin10posentlemo

    onedtude.

    orosit matrocale et les sont issuees eaux enetbassesesur les 10 destconnue

    dfiniepardartesdesol.

    u modle eneavait lavasur les 10 d

    (issus seulee similaire

    :

    2013

    197

    eles00mleodle.

    .

    icielle etes essaises de la2010 (58eaux).Lesderniresgrceauestables

    n rgimentagededernires

    ment de la carte

  • rech

    FigureLapluiePlusieursdesparasurlapLecalagesaisonnimesure

    Figure4la

    Lhistogrrsiduellm.Les flerreurerreursrdelasup

    Dix

    herche,exploi

    3Bilanint

    nette simulssimulationamtreshydrriodede198eapparatcores sont cespourlann

    4Evolutionpluviomtr

    rammesuivalespourlapfrquences lersiduelleersiduellesdperficiemod

    xneuvimesjdelA

    Leseauxtationetval

    tgrduba

    le (oupluiesenrgimerodynamique892010,avommesatisforrectementne2010:

    ndelapizorierelleap

    antreprsenriodedehaesplus impostde0,03mde0,onconlise.

    ournestechssociationIntxsouterrainesluationdesre

    ssindtude

    eefficace, i.transitoireoesettesterlveclespluvioaisantcarlet reproduite

    omtriesimppliquedan

    nte larpartiauteseauxsoortantessonm.Unemodsidreque l

    niquesduComternationaleds:hydrologieessources.Qu

    e(522km)

    e. :pluviomontgalemelasensibilitomtriesreestendanceses et les va

    mule(contenslemodle

    itionde lafrontconcentnt rpartieselisationpaesrsultats

    mitFranaisdesHydrogoldynamiquee

    uoideneuf?

    enm3/hr

    mtrievapenttralisdumodle.elles.pluriannuelleurs simul

    extedevalleentrejanv

    rquencederesdansunentre 1et+rfaitetantobtenusson

    dHydrogoloogues.etchimique,Bordeaux30

    gimeperma

    potranspiratisespouraffLessimulati

    lesmaisgaes sont tr

    eetdeplatvier2001et

    serreursrsnezonecom+1m (26).Laatteintepounttrssatisf

    ogie

    0mai2juin

    anentann

    ion)estdefinerlesdistionsontt

    alementlesvs proches d

    teau)parratjanvier201

    siduelles.Lepriseentreavaleurmoyurunemoyefaisantscom

    2013

    198

    e2010.

    123mm.tributionsralises

    variationsde celles

    apport10.

    eserreurs2,5et+3yennedeennedes

    mptetenu

  • rech

    Figurgraphiq

    Le graphhydromdbitmetrspluv1993par

    II.4 L

    La notioconceptdalimenm3/h)enWaterM

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    [2

    Frq

    uence(m)

    Dix

    herche,exploi

    re5Histogquedecorr

    hique suivantriquesituesurentrevieuses(200rexemple).

    Figure6

    LesZonesd

    on de Zonesde ZCH es

    ntationjusqun toutpointodelpour

    2.5;2[ [2;1[

    xneuvimesjdelA

    Leseauxtationetval

    grammedelationentr

    nt montreesur larivi1989et201002001pare

    Dbitsdel

    deContribu

    Contributivst bas suruaucaptagetde la surfaDormelles:

    [1;0[ [0;1

    Erreurrsiduelle

    ournestechssociationIntxsouterrainesluationdesre

    calibrationrecoteobse

    (le calage duredelOrva0,ensousesexemple)et

    Orvannesim

    tionsHydra

    vesHydrauliqr le chemin.Ladmarchcedubassin

    [ [1;2[

    (m)

    niquesduComternationaleds:hydrologieessources.Qu

    deserreurserveetcote(Avril2010)u dbit deanne(Blennstimantlgsurestimant

    mulsetme

    auliques(ZC

    que (ZCH) dnement deheconsistenpar rappo

    [2;3[

    mitFranaisdesHydrogoldynamiquee

    uoideneuf?

    srsiduellesecalculep).la rivire mes).Lemodrementlesdtlgrement

    esurssurl

    CH)

    dun captageleau depuidterminerrtau captag

    dHydrogoloogues.etchimique,Bordeaux30

    sducalageppourlaprio

    mesur au nlereproduidbitsmodtlesannes

    'intervalle1

    e diffre des la surfacerlacontributge.Voici le r

    ogie

    0mai2juin

    pizomtriqodedehaut

    niveau de laitassezfidllisspourlepluttsche

    19902010.

    la notion de du sol dtionaufluxcrsultatprod

    2013

    199

    queetteseaux

    a stationement leesanneses(1922

    dAAC: leu bassincapt(enduit sous

  • rech

    Nouschde lalimcesrsu

    Figure8

    LamodsurfacecontribuCestunWaterM

    III. C

    III.1 E

    Figure

    Dix

    herche,exploi

    erchonsensmentationdultats.Envoic

    8Contribu

    lisationmode lAAC. L

    ution95%anenormeModel.

    COUPLAGELIXIVIATION

    Epicls:m

    7Contribu

    xneuvimesjdelA

    Leseauxtationetval

    uitedlimucaptage(tcilersultat

    utionhydraul

    ntreainsiquLe plan dacaulieudes25conomiede

    MODELENDESNITR

    modlisatio

    utionaucap

    ournestechssociationIntxsouterrainesluationdesre

    iterlasurfactantentendupourundb

    liquelalim

    ue95%de lction agricol50exploitantempsetd

    HYDROGEORATESEpicl

    ondestrans

    ptagedeDo

    niquesduComternationaleds:hydrologieessources.Qu

    cedusoldeuque lazonbitdexploita

    mentationdu(couche0).alimentatiole sera dontsprsentssemoyensq

    OLOGIQUEs

    sfertsdeni

    ormelles(m

    mitFranaisdesHydrogoldynamiquee

    uoideneuf?

    lAACquicoe100%esationde200

    captagedeneneauduc cibl sursurles2300uiestdonc

    WaterMo

    trates

    3/h)encouc

    dHydrogoloogues.etchimique,Bordeaux30

    ontribue50st lasurfacem3/h.

    Dormelles(m

    ucaptagepr93 agricult0hadelAApossiblegr

    odel AVEC

    che0(sol)p

    ogie

    0mai2juin

    0%,70%,90%de lAAC)

    m3/h)parti

    rovientde2teurs de laAC.cececon

    C LE MOD

    Contribsomme fdbit pomDormell

    pourundb

    2013

    200

    %et95%partirde

    irdusol

    26%de lazone de

    statsous

    DELE DE

    bution en m3/h fait 200 m3/h somp au captagees

    bitde200m

    (la oit le e de

    m3/h.

  • rech

    PourestEpiclsparcelleagricolesLecoupldepuislelestimatdvolutcaptageApartirlogicielEdrainantpourenLecalculintgranpar les tparcellai

    Figu

    Lestimareliquats(AzotePsolminchamp:(25kg/ha

    Dix

    herche,exploi

    timerletrans est unmoagricole,less,desconditlageWatermesoljusquationdelefficiondespratenfonction

    dunhistoriEpicls,sute (en sortiedduireleslestfaitchantlespratiqutechniciensireslaided

    ure9Princi

    tion du RSHsmodlissPotentiellemralispermeilnyaenma),etladistr

    xneuvimesjdelA

    Leseauxtationetval

    sfertdesnitrodle dvelosconcentratitionspdologmodel/Epicaucaptage,lcacitdunptiquesetendutemps.

    iquedepluvr labaseduedeparcelleconcentratio

    aqueanneuesrellesdedes coopradelOutilde

    ipeducalcu

    H par Epiclmenesur2entMinraletdaffinerlmoyennequibutiondesv

    ournestechssociationIntxsouterrainesluationdesre

    ratesverslaopp par InVonssousracgiquesetclimlsautorisavalidationprogrammedcalculant la

    viomtrieetmodlede

    e sous racinaonsennitratlchelleteesagriculteuatives adhrtraabilitC

    ulralispa

    s est valid22parcellesisable)parEestimationue3kg/hadvaleursest

    niquesduComternationaleds:hydrologieessources.Qu

    aquifre,WaVivoAgroSolcinairesennmatiques.seainsi,infiduntatdedactionagriadiminution

    tdune caraBurns,calcuaire)ainsiquteslessivesemporelledeurs.Cespratrentes InVCISMO.

    rEpiclsplessivage.

    de par uneduBACdelEpiclspoduRSH,quidcartentrequivalente(

    mitFranaisdesHydrogoldynamiquee

    uoideneuf?

    termodelelutions permnitratesenfo

    ne,lamodeslieuxinitiaicoleentestndesconcen

    ctrisationdule lesmasseue lesvolumssortantdeelarotationiquesagricoivo et stock

    pourestime

    e tude comOrvanne.Lurcalculer lestbiencor

    e leRSHesticarttypes

    dHydrogoloogues.etchimique,Bordeaux30

    estcouplmet de calcuonctiondesit

    lisationdestaldepollutioantplusieursntrationsen

    du soldespesdenitratemesdeaudrlacouchedeculturale(4lessontcolles dansde

    erlespertes

    mparative reutilisationdeaquantitdrrleaveclm (28kg/hsimilaires).

    ogie

    0mai2juin

    Epicls.uler, lchetinraireste

    transfertsdeon,laconstrsscnariitennitrates sim

    parcelles agresdans la lamrainscorresesol(sousransenmoyectesannuesbasesde

    sdenitrates

    eliquatsmeelamesuredazoteorgaamesurerha)et leRSH

    2013

    201

    elle de laechniques

    enitratesructionetndancielsmulesau

    ricoles, lemedeauspondantacinaire).yenne)enuellementdonnes

    spar

    surs vs.delAPMniquedualiseauHmesur

  • DixneuvimesjournestechniquesduComitFranaisdHydrogologiedelAssociationInternationaledesHydrogologues.

    Leseauxsouterraines:hydrologiedynamiqueetchimique,recherche,exploitationetvaluationdesressources.Quoideneuf?Bordeaux30mai2juin2013

    202

    Figure10DiagrammesenboitepermettantdecomparerlesRSHmesursetlesRSHestims

    pour22parcellesduBACdelOrvanne(AESN:AgencedelEauSeineNormandie)

    III.2 Simulationdelapropagationdesnitrates

    Lacarteparcellairedesconcentrationssousracinairesmoyennes lchellede larotation,ralisesousEpiclsest injectedansWaterModeletsapropagationestsimuleentantquepollutionmiscible et conservative sans tenir compte, dans un premier temps, de phnomnes dednitrificationanarobie.Lemodlerestituebien, lchelledubassin, lesconcentrationsennitratemesuresauniveauducaptagedeDormelles.Eneffet, lesconcentrationsmodlisesparWaterModel sontde34mg/lpour2010enrgimepermanent,contre37mg/lmesursaucaptagecetteannel.CeciconfirmequEpiclsestunOADpratiqueetprcispourlagestiondespollutionsparlesnitrates,etlecoupleWaterModelEpiclsservledoncunoutilintressantpourlamatrisedespratiquesagricolesetdelaqualitdeseaux.Rfrencesbibliographiques(1) Cowi I., Emsellem Y., Mller K N., Aranyossi JF., Kane CA., 2001. Projet Sectoriel Eau. Etude

    hydrogologique de la nappe profonde du Maastrichtien Modle hydrogologique du systmeMaastrichtienduSngal.MinistredesMines,del'Energieetdel'HydrauliqueSGPRE.1200p.

    (2) DiokelThiawA.,MllerKN.,EmsellemY.,LegendreB.,SeneN.,KaneCK.,TourAronaT.,GueyeI.,SarrS., Fall F.,BoyeDiorA.,2012.PAGIRE Pland'ActiondeGestion IntgredesRessourcesenEauduSngal.Ministredel'Habitat,delaConstructionetdel'Hydraulique.1500p.

    (3) Dominique P., Emsellem Y., Arlab., 1980. Alimentation en eau des I.C.S et Etude complmentaire duMaestrichtienFEDProjet31050701542/ConventiondefinancementN1251/SE1980,500p

    (4) EmsellemY.,NcolaiM.,LazarovaV.,2002.WestCoastBasinAquifersModelBoronPilotStudy,19902002.

    (5) Emsellem Y., Legendre B., 2011. Projet deMise enuvre du Plan dAction de Gestion Intgre desRessourcesenEauduSngal.WaterModelplanificationintgredesressources,58p.

    (6) MgnienCl.,1970.AtlasdesnappesaquifresdelargionparisienneEdition.BRGM,France,120p.(7) Roux JC, 2006. Aquifres et eaux souterraines en France, collection scientifique et technique. BRGM,

    France,479p.(8) Valentina L., Paille J., Glucina K., Gislette P., 2011. Artificial recharge of groundwaterwith reclaimed

    municipalwastewaterinWestBasin(LosAngeles),IWAPublishing,2011.(9) Vernoux, JF., Wuilleumier, A., Drfliger, N., 2007. Mthodologie de dlimitation des Bassins

    dalimentation des captages et de leur vulnrabilit visvis des pollutions diffuses. BRGM/RP55332,France.293p.

    283039

    RSHeAPMmesur

    3125

    35

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    RSHm

    Reliq

    uat(kg/ha)

    Validation estimation RSH (kg/ha)

    Validation AESN

    283039

    RSHeAPMmesur

    3125

    35

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    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    RSHm

    Reliq

    uat(kg/ha)

    283039

    RSHeAPMmesur

    3125

    35

    0

    10

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    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    RSHm

    Reliq

    uat(kg/ha)

    Validation estimation RSH (kg/ha)

    Validation AESN

  • rech

    Figurco

    Dix

    herche,exploi

    re11Carteoncentration

    xneuvimesjdelA

    Leseauxtationetval

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