Towards an hydrological modelisation suited to diffused pollution assessment: taking into account the anthropic network. Application to the catchment area of Naizin (Morbihan) - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1998

Towards an hydrological modelisation suited to diffused pollution assessment: taking into account the anthropic network. Application to the catchment area of Naizin (Morbihan)

Vers une modélisation hydrologique adaptée à l'évaluation des pollutions diffuses : prise en compte du réseau anthropique. Adaptation au bassin versant de Naizin (Morbihan)

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Abstract

As concentrations of pesticides in fresh waters sometimes exceed values imposed by the European Community, it would be useful if modelisation tools were available, which would allow for the assessment of contamination in a catchment area, and for the development of relevant solutions. Complex and highly non linear processes govern pesticidal behaviour in the environment. So we would rather study these processes and water movement separately, paying particular attention to the quick components of runoff. Since this work is based on a rural catchment area, with a bocage landscape, it has been necessary to look explicitly at the peculiarities of ploughed soils, as well as the anthropic network of hedges, ditches and roads which cut across the catchment area. The physically based distributed model Topog was adapted for this purpose. The mesh it uses to describe a catchment area's topography is based upon contour lines and their orthogonal lines, such that convergent and divergent areas are implicitly represented. Appropriate models led to theoretical estimations of the influence of ditches on a slope, and of the celerity of water transfer inside the anthropic network. Based upon these estimations, the role of the different kinds of elements of the anthropic network was then modelised. The modifications required by this chosen representation were then implemented in Topog. The resulting model was applied to the catchment area of Naizin (Morbihan). The terrain analysis made it possible to calculate topographical and topological (drained area) characteristics of the catchment area and the elements of its anthropic network. It was not possible, however, to establish a functional typology of the different kinds of elements based purely on these characteristics. The hydrological part of the model proved to be able to represent various processes. Calibration led to correctly simulated hydrographs, but didn't allow for identification of the prevailing processes. This arised partly because the data available, although numerous and varied, was not well adapted to this purpose. It seems essential to be able to characterise the behaviour of the different components of a catchment area, especially its soils, on a scale compatible with modelisation.
La présence de produits phytosanitaires dans les eaux de surface à des concentrations parfois supérieures aux seuils imposés par la Communauté Européenne incite à développer des outils de modélisation permettant de juger du degré de contamination d'un bassin versant, et de proposer des solutions pertinentes. Compte tenu de la complexité et de la forte non linéarité des phénomènes auxquels sont soumis les produits phytosanitaires, il est souhaitable de découpler l'étude de ces phénomènes de celle du transfert de l'eau, et de s'attacher dans un premier temps aux composantes rapides de l'écoulement. Pour un bassin rural et bocager comme celui sur lequel a porté le travail, cela implique de représenter explicitement le rôle du réseau anthropique de fossés, talus et routes qui sillonnent le bassin, et de rendre compte des spécificités des sols labourés. Le modèle à base physique distribué Topog, dont le maillage permet la représentation implicite des zones convergentes et divergentes, a été adapté en ce sens. L'application de modèles adaptés a permis l'acquisition d'ordres de grandeur théoriques sur le rôle des fossés dans une pente et sur les temps de transfert dans le réseau anthropique. Ces estimations ont servi de base à la représentation choisie pour le rôle des éléments du réseau anthropique sur les écoulements, et à la programmation qui a suivi. Le modèle obtenu a été appliqué au bassin versant de Naizin (Morbihan). L'analyse de terrain a permis de caractériser le bassin et son réseau anthropique, par des critères tant topographiques que topologiques (aire drainée notamment). Il n'a toutefois pas été possible d'établir une typologie fonctionnelle des différents types d'éléments du réseau anthropique au seul vu de ces critères ; il eut fallu en effet disposer de données hydrauliques quantitatives sur le fonctionnement de ces éléments pendant les périodes pluvieuses pour pouvoir établir une telle typologie. L'application du module hydrologique a montré la capacité du modèle à représenter une grande gamme de processus. Le calage aboutit à des hydrogrammes satisfaisants, mais ne permet pas de trancher quant aux processus dominant les écoulements sur le bassin d'application.
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tel-02577946 , version 1 (14-05-2020)

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Cite

Nadia Carluer. Vers une modélisation hydrologique adaptée à l'évaluation des pollutions diffuses : prise en compte du réseau anthropique. Adaptation au bassin versant de Naizin (Morbihan). Sciences de l'environnement. Doctorat Sciences de la terre, Université Pierre et Marie Curie Paris, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02577946⟩

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