débit d’étiage; réserves aquifères; eau dans le sol; barrage de castors; bassin de la Meuse; courbe de tarissement; réserve utile; low flow; base flow; groundwater; depletion curve; master recession curve; beaver dam; Meuse catchment
Abstract :
[fr] Les débits d’étiage ont été analysés dans vingt-cinq rivières de moyenne et haute Belgique, spécialement lorsqu’elles étaient en phase de tarissement, c’est-à-dire uniquement alimentées par la vidange des nappes aquifères. Des courbes de tarissement ont ainsi pu être mises en évidence : il s’agit de « courbes séquences » et non de « courbes tangentes ». De façon générale, il s’individualise deux coefficients de tarissement. Par ailleurs, nous avons déterminé quel était le pourcentage de l’écoulement rapide de crue toujours dans une optique régionale. Il ressort que cet écoulement varie avec le niveau de la nappe aquifère. Nous avons également tenté d’estimer la réserve utile utilisée dans le modèle simplifié de Thornthwaite, ceci en estimant, après des épisodes de sécheresses prononcées telles celles de 1976, 2003, le montant des pluies nécessaires avant que ne se présente une signature à l’exutoire (augmentation sensible des débits). Enfin, travaillant sur des débits en période de basses eaux, nous nous sommes interrogés sur le rôle des barrages de castors en tant que facteur de soutien d’étiage, comme cela avait été suggéré récemment dans la littérature. Il ressort de nos observations que l’influence des barrages de castors ne semble pas influencer le DCE (Q355). D’ailleurs une analyse de l’évolution des DCE (Q355) dans des rivières où ne se trouve aucun barrage de castors nous montre une certaine variabilité. Ceci nous amène tout d’abord à nuancer l’influence des barrages de castors, du moins sur le régime hydrologique de ces cours d’eau (qui sont systématiquement situés en tête de bassin hydrographique) mais aussi [en] Low flow discharge was analysed in twenty-five rivers of the midlands and highlands of Belgium, particularly during periods when base flow was supplied by aquifers. Recession curves were elaborated: these were “sequence curves” and not “tangent curves”. In general, two recession coefficients may be identified. In addition, we determined the percentage of “rapid runoff flood” within a regional perspective. It is apparent that this flow varies with the level of the water table. We also tried to estimate the groundwater recharge used in Thornthwaite’s simplified model. This was undertaken by estimating the amount of rain needed before observing a significant increase in discharge, following pronounced drought episodes such as those of 1976 and 2003. Finally, working on discharges during periods of low flow, we looked at the role of beaver dams as a factor contributing to low flow, as has been suggested recently in the literature. From our observations, it appears beaver dams do not influence the characteristic low flow discharge. Furthermore, an analysis of the evolution of the characteristic low flow dicsharge in rivers where there are no beaver dams shows some variability. This leads us, first of all, to qualify the influence of beaver dams, at least on the hydrological regime of these water courses (which are always located at the top of the watershed) but also to question the relevance of characteristic low flow discharge as a descriptor of low flow.
Disciplines :
Earth sciences & physical geography
Author, co-author :
Gischer, Loïc
Hallot, Eric ; Université de Liège - ULiège > Département de géographie > Hydrographie et géomorphologie fluviatile
Houbrechts, Geoffrey ; Université de Liège - ULiège > Département de géographie > Département de géographie
Van Campenhout, Jean ; Université de Liège - ULiège > Département de géographie > Hydrographie et géomorphologie fluviatile
Petit, François ; Université de Liège - ULiège > Département de géographie > Hydrographie et géomorphologie fluviatile
Language :
French
Title :
Analyse des débits en période de tarissement : Essai d'une typologie régionale appliquée à des rivières du bassin de la Meuse (Belgique)
Ambroise B. (1999). La dynamique du cycle de l'eau dans un bassin versant : Processus, Facteurs, Modèles. Bucarest : Éditions HGA, 198 p
Arts I. & Sary M. (2000). Cartographie des débits d'étiage : application au bassin de la Meurthe. Revue géographique de l'Est, 40(1-2), 35-46
Bauwens A., Sohier C. & Degré A. (2011). Hydrological response to climate change in the Lesse and the Vesdre catchments: contribution of a physically based model (Wallonia, Belgium). Hydrology and Earth System Sciences, 15, 1745-1756
Béguin M. & Pumain D. (2010). La représentation des données géographiques. Stastique et Géographie, 3e édition, Paris : Armand Colin, 256 p
Brodie R.S. & Hostetler S. (2006). A review of techniques for analysing baseflow from stream hydrographs. In: Australian Government (Ed.), Connected water: Managing the linkages between surface water and ground water. Canberra: Australian Government
Brouyaux F., Mormal P., Tricot C. & Vandiepenbeeck M. (2004). La Belgique au fil du temps : les événements mété orologiques marquants du vingtième siècle en Belgique. Institut Royal Météorologique de Belgique, Bruxelles, 223 p
Butler D.R. & Malanson G.P. (2005). The geomorphic influences of beaver dams and failures of beaver dams. Geomorphology, 71, 48-60
Bultot F. & Dupriez G.L. (1976). Bilans hydriques et données hydrologiques pour la conception de projets de mises en valeur des ressources en eau dans les bassins hydrographiques belges : 1-Bassin de la Semois, Institut Royal Météorologique de Belgique, Bruxelles, 147 p
Castany G. (1982). Principes et méthodes de l'hydrogé ologie. Dunod, 238 p
Chapman T. (1999). A comparison of algorithms for stream flow recession and baseflow separation. Hydrological Processes, 13, 701-714
Collen P. & Gibson R. (2000). The general ecology of beavers (Castor spp.), as related to their influence on stream ecosystems and riparian habitats, and the subsequent effects on fish: A review. Fish Biology and Fisheries, 10(4), 439-461
Corbonnois J. (2000). Les facteurs de l'organisation des écoulements en étiage. Exemple du bassin versant du Mouzon (Lorraine). Revue géographique de l'Est, 40 (1-2), 23-33
Cosandey C., Bibot S., Dacharry M., Gille E., Laganier R. & Salvador P. (2003). Les eaux courantes. Paris : Belin, 240 p
Cosandey C. (1986). De l'origine de l'écoulement rapide de crue dans un petit bassin expérimental breton. Zeischrift für Geomorphologie, Suppl. Bd, 60, 177-186
Cosandey C. & Robinson M. (2000). Hydrologie continentale. Paris : Armand Collin, 360 p
Coxon, C. & Drew D.P. (2000). Interdependence of groundwater and surface water in lowland karst areas of western Ireland: management issues arising from water and contaminant transfers, In N.S. Robins & B.D.R. Misstear (Ed.), Groundwater in the Celtic Regions: Studies in Hard Rock and Quaternary Hydrogeology, Geological Society Special Publications, 81-88
De Silva R.P. (2004). Spatial variability of groundwater recharge. Is it really variable ? Journal of Spatial Hydrology, 4(1), 18
Décloux J.P. & Sary M. (1991). Campagnes d'étiages: objectifs, traitements et valorisation des données. Mosella, 13, 121-134
Demarcin P., Sohier C., Mokadem A-I., Dautrebande S. & Degré A. (2011). Essai de cartographie des classes d'infiltrabilité des sols de Wallonie (Belgique). Biotechnol. Agron. Soc. Environ, 15(1), 119-128
Demuth S. & Screiber P. (1994). Studying storage behaviour using operational recession method, International Association of Hydrological Sciences, 221, 51-59
Denis A-C. (2010). Etude de la dynamique de la plaine alluviale de la Lienne et des conditions de sédimentation dans la tourbière des Prés de Neucy. Mémoire de Master en Sciences géographiques, Université de Liège, 158 p
Dewandel B., Lachassagne P., Bakalowicz M., Weng Ph. & Al-Malki A. (2003). Evaluation of aquifer thickness by analysing recession hydrographs. Application to Oman ophiolite hard-rock aquifer. Journal of Hydrology, 274, 248-269
Driessen T., Hurkmans R. & Terink W. (2010). The hydrological response of the Ourthe catchment to climate change as modelled by the HBV model. Hydrology and Earth System Sciences, 14, 651-665
Gailliez S. & Degré A. (2009). Approche de la régionalisation des débits d'étiage en Région wallonne. In Société hydrotechnique de France (Éd.), Etiages, sécheresses, canicules rares et leurs impacts sur les usages de l'eau, Lyon : Société hydrotechnique de France. 69-74
Gilles E. & Lang C. (2003). Problématique d'optimisation des paramètres de calage d'un bilan hydrologique : Application aux bassins versants de la Sauer, Mosella, 28(1-2), 157-172
Grant P.J. (1971). Low flow characteristics on three rock types of the East Coast, and the translation of some represenative basin data, Journal of Hydrology (N.Z), 10(1), 22- 35
Gregory K.J. & Walling D.E. (1973). Drainage Basin Form and Process: a geomorphological approach, Arnold, 458 p
Gresillon J.-M. (1996). Le bassin versant. Échelles d'analyse et compréhension des processus, Géomorphologie, 3, 3-16
Grimmeau J-P. (1992). Les migrations entre le Flandre et la Wallonie. Une analyse des flux 1989-91 au niveau communal, Working paper Steunpunt Demografie (1992-4), Bruxelles : Steupunt Demografie-VUB, 21 p
Gurnell A. (1998). The hydrogeomorphological effects of beaver dam-building activity. Progress in Physical Geography, 22(2), 167-189
Hébert C., El-Jabi N. & Caissie, D. (2003). L'estimation des débits d'étiage en rivières au Nouveau Brunswick. Rapp. tech. can. sci. halieut. aquat, 2493, 24
Institut Royal Météorologique (2011). Les évènements météorologiques marquants depuis le début du XXe siècle. Consulté le 13 novembre 2011. URL :http://www.meteo.be/meteo/view/fr/1103197-Secheresses.html
Jenks G. F. (1963). Generalisation in statistical mapping. Annals of the Association of American Geographers, 53, 15-26
Klein T. (2009). Comparaison des sécheresses estivales de 1976 et 2003 en Europe occidentale à l'aide d'indices climatiques. Bulletin de la Société géographique de Liège, 53, 75-86
Lambert R., Lami J-M. & Senges F. (1991). Analyse hydraulique de la sécheresse de 1990 à l'amont du Mas d'Agenais, Toulouse : Presses universitaires du Mirail, 71 p
Lang C. (2007). Etiages et tarissements : vers quelles modélisations ? L'approche conceptuelle et l'analyse statistique en réponse à la diversité spatiale des écoulements en étiage des cours d'eau de l'Est français. Thèse de doctorat en géographie, Université Paul-Verlaine, Metz, 292 p
Lang C. & Gille E. (2006). Une méthode d'analyse du tarissement des cours d'eau pour la prévision des débits d'étiage, Norois, 201(4), 31-43
Larras J. 1972. Prévision et prédétermination des étiages et des crues. Paris : Eyrolles, 159 p
Larue J-P., & Giret A. (2004). L'assèchement de cours d'eau dans le bassin de la Maine entre 1989 et 1992. Norois, 192(3), 117-133
Larue J.-P. & Giret A. (2006). Les étiages en milieu océanique: exemple dans le bassin de la Maine (France). Revue des Sciences de l'eau, 19(4), 395-407
Lebaut S. (2001). L'apport de l'analyse et de la modélisation hydrologique de bassins versants dans la connaissance du fonctionnement d'un aquifère : Les grès d'Ardenne- Luxembourg. Mosella, 26(1-2), 271 p
Leroy T. (2006). Étude de paramètres physico-chimiques et hydrologiques de sources : la région d'Erezée, Mormont et Wéris. Mémoire de licence en Sciences géographiques, Université de Liège, 143 p. + annexes
Libois R. (2006). L'érosion de la biodiversité : les mammifères : Partim « les mammifères non volants ». Dossier scientifique réalisé dans le cadre de l'élaboration du rapport analytique 2006 sur l'État de l'Environnement wallon. Unité de recherches Zoo géographiques, Université de Liège, Liège, 127 p
Marston R.A. (1994). Entrenchment in small Moutain Valleys of the Western USA: Influence of beaver, grazing and clearcut logging. Revue de géographie de Lyon, 69(1), 11-15
Mercenier J. (1973). Dynamique fluviale dans un petit bassin du rebord meridional du Plateau des Tailles Mémoire de licence en Sciences géographiques, Université de Liège, 148 p
Mols J. & Petit F. (2005). Paramètres hydrologiques et physico-chimiques de sources du Crétacé du Pays de Herve et de la Hesbaye sèche. Bulletin de la Société géographique de Liège, 46, 51-61
Monjoie A. & Cajot O. (1985). Les aquifères présents dans le Massif des Hautes Fagnes. Hautes Fagnes, 51(3), 80-81
Nyssen J., Pontzeele J. & Billi P. (2011). Effect of beaver dams on the hydrology of small mountain streams: example from the Chevral in the Ourthe Oriental basin, Ardennes, Belgium. Journal of Hydrology, 402(1-2), 92-102
Parker M. (1986). Beaver, water quality, and Riparian system. In: Wyoming Water Research Center and University of Wyoming (Ed.) Wyoming's water doesnt wait while we debate: proceedings of Wyoming Water 1986 and Streamside Zone Conference, Wyoming
Pédelaborde P. (1968). Les bilans hydriques. Cahiers de géographie du Québec, 12(25), 5-23
Petit F. (1995). Régime hydrologique et dynamique fluviale des rivières ardennaises. In A. Demoulin (Ed.), L'Ardenne : essai de Géographie physique, Université de Liège. 194-223
Petit F., Araujo Bonatto J., Brassine B., Closkin P., Rosen E. & Ek C. (1999). Paramètres hydrologiques et physico-chimiques de sources de Haute Belgique : Ébauche d'une typologie régionale. Bulletin de la Société géographique de Liège, 37(2), 47-61
Petit F. & Erpicum M. (1987). Variation de la température des eaux de source et de leurs débits en fonction de leur mode d'alimentation. Exemples pris en Lorraine belge. Bulletin de la Société géographique de Liège, 22-23, 161-172
Piégay H., Pautou G. & Ruffinoni C. (2003). Les forêts riveraines des cours d'eau: Écologie, fonctions et gestion. Paris : Éditions de l'Institut pour le développement forestier
Plunus J. (2009). Paramètres hydrologiques et impacts hydrologiques et géomorphologiques des barrages de castors en région wallonne. Mémoire de master en Sciences géographiques, Université de Liège,159 p
Rémémiéras G. (1974). L'hydrologie de l'ingénieur. Paris : Eyrolles, 456 p
Roche M. (1963). Hydrologie de surface, Paris : Gauthier-Villars, 430 p
Romainville A. (2009). Discont avec Python. Consulté le 13 novembre 2011. Repéré à URL: http://164.15.134.160/discont- on-web/
Samper J. & Pisani B. (2009). Aquifer recharge evaluation by a combination of soil water balance and groundwater flow models, Estudios de la Zona no Saturada del Suelo, 8, 8
Sary M. (1993). Signification du profil hydrologique de basses-eaux. Cas de la Plaine dans le massif vosgien. In : Université de Nancy (Éd.), L'eau, la terre et les hommes (129- 136). Nancy : Presses Universitaires de Nancy, 484 p
Tague C. & Grant G.E. (2004). A geological framework for interpreting the low-flow regimes of Cascade streams, Willamette River Basin, Oregon. Water Resources Research, 40
Tallaksen L.M. (1995). A review of baseflow recession analysis. Journal of Hydrology, 165, 349-370
Vadnais M.-E., Assani A.A., Hallot E. & Petit F. (2011). Facteurs de variabilité spatiale des caractéristiques des débits minimums annuels des rivières Wallonnes (Belgique) Revue des Sciences de l'Eau, 24(3), 311-327
Verstrate A., Gailliez S. & Degré A. (2011). Statistical analysis of low-flow based on short time series, The case of Wallonia. Geophysical Research Abstract, 13
Wastiaux C. (2000). Facteurs hydrologiques de la dégradation des tourbières hautes à sphaignes des Hautes-Fagnes (Belgique). Thèse de doctorat en Sciences géographiques, Université de Liège, 223 p
Wastiaux C. (2008). Les tourbières sont-elles des éponges régularisant l'écoulement ? Bulletin de la Société géographique de Liège, 50, 57-66