Assessing the Vulnerability of PeriUrban Rivers. Rapport scientifique final du projet AVuPUR (ANR-07-VULN-01)
Résumé
The aim of the AVuPUR project was to produce pieces of knowledge and simulation tools about the hydrology of periurban catchments. These catchments are particularly complex due to the juxtaposition of natural or cultivated areas, urban areas and various anthropogenic networks such as roads, sewer networks. For this reason, these catchments had been poorly studied before. In addition to fundamental understanding of the behaviour of those catchments, the project allowed the derivation of elements useful for decision makers. Two pilot catchments, belonging to long term research observatories, were considered within the AVuPUR project: the Yzeron catchment (150 km2), in the vicinity of Lyon, France, belonging to OTHU, and the Chézine catchment (34 km2), in the suburbs of Nantes, belonging to ONEVU. The first step was the description and understanding of the functioning of the catchments under study. For this purpose, we i) collected and analysed existing geographical (Geographical Information System, GIS) layers and hydrological data; ii) deployed in situ experiments to better understand the hydrological response, in particular in rural areas; iii) developed and compared various land use mapping methods, focusing on the determination of the impervious fraction and the distinction of various vegetation covers. In parallel, we developed and assessed various numerical models, simulating the hydrology of those catchments. At small scale, we proposed a new model, describing each object in the landscape. The aim is a better understanding of their functioning and the derivation of a hierarchy of the dominant objects/processes. For larger catchments, we tried to adapt existing models in order to take into account periurban catchments specificity. Model performance was assessed using indicators allowing the characterization of the impact of land use artificialisation on the water cycle, derived from data analysis. Those indicators are also relevant to quantify the vulnerability of the hydrology of those catchments to urbanization. Prospective meetings gathering the various actors on the Yzeron catchment were organised. They allowed the derivation of possible land use change scenarios in 2030. Those scenarios were introduced in hydrological models to quantify the impact on the hydrological regime and the riverbed erosion risk.
Le projet AVuPUR avait pour objectif de produire des connaissances et des outils de simulations sur l’hydrologie des bassins versants périurbains. Ces bassins constituent des milieux particulièrement intéressants, du fait de la juxtaposition de zones rurales naturelles ou agricoles, de zones urbaines artificialisées et de la multiplicité des réseaux. Ils avaient, de fait, été peu étudiés auparavant. Outre des connaissances fondamentales sur ces bassins, le projet a permis de dégager des éléments d’aide à la décision pour les gestionnaires de ces bassins. Le projet s’est appuyé sur deux bassins versants pilote, faisant partie d’observatoires de long terme : le bassin versant de l’Yzeron (150 km2), en périphérie de Lyon, appartenant à l’OTHU , et le bassin de la Chézine (34 km2) dans la banlieue de Nantes, qui fait partie de l’ONEVU. Nous avons d’abord cherché à décrire et comprendre les systèmes étudiés. Pour cela, nous avons i) collecté et analysé les données géographiques (couches de Systèmes d’Informations Géographiques, SIG) et hydrologiques existantes ; ii) mis en place des expérimentations dédiées pour mieux comprendre la réponse hydrologique des zones rurales ; iii) développé et comparé différentes méthodes de cartographie de l’occupation des sols avec une attention particulière à la quantification de l’imperméabilisation et des divers couverts végétaux. En parallèle, nous avons développé et évalué des outils de simulation du cycle hydrologique dans ces bassins. A fine échelle, des modèles originaux décrivant les différents objets du paysage ont été proposés afin de mieux comprendre le fonctionnement du système et hiérarchiser les objets/processus importants. Pour les bassins plus grands, nous avons cherché à adapter des modèles existants à la complexité des bassins périurbains. Les modèles ont été évalués à l’aide d’indicateurs caractérisant le régime hydrologique en milieu artificialisé, dérivés de l’analyse des données. Ces indicateurs permettent aussi de quantifier la vulnérabilité des bassins à l’urbanisation. Enfin, nous avons étudié les perspectives d’évolution du bassin de l’Yzeron à l’échéance 2030. Un atelier de prospective territoriale a permis de construire une vision, partagée par les acteurs, des évolutions possibles sur ce bassin. Les scenarii ainsi développés ont été introduits dans les modèles hydrologiques pour quantifier quel pourrait être l’impact sur l’hydrologie et le risque d’incision.
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