Modélisation hydrologique de bassins versants périurbains et influence de l’occupation du sol et de la gestion des eaux pluviales. Application au bassin de l'Yzeron (130 km2) - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Hydrological modelling of periurban catchments and influence of land use and rainwater managment. Application to the Yzeron catchment (130 km2)

Modélisation hydrologique de bassins versants périurbains et influence de l’occupation du sol et de la gestion des eaux pluviales. Application au bassin de l'Yzeron (130 km2)

M. Labbas
  • Fonction : Auteur

Résumé

Growing urbanization and related anthropogenic processes have a high potential to influence hydrological process dynamics. Typical consequences are an increase of surface imperviousness and modifications of water flow paths due to artificial channels and barriers (combined and separated system, sewer overflow device, roads, ditches, etc.). Periurban catchments, at the edge of large cities, are especially affected by fast anthropogenic modifications. They usually consist of a combination of natural areas, rural areas with dispersed settlements and urban areas mostly covered by built zones and spots of natural surfaces. Spatialized hydrological modeling tools, simulating the entire hydrological cycle and able to take into account the important heterogeneity of periurban watersheds can be used to assess the impact of stormwater management practices on their hydrology. We propose a new modeling tool for these issues : the hourly distributed J2000P model. This model simulates the hydrological processes in rural and urban areas and takes into account the sewerage networks, connections to these networks and overflows from sewer overflow devices (SOD). The application site is the Yzeron catchment (˜ 130 km2), located in the West of Lyon. The evaluation, conducted at the outlet of different sub-basins with different sizes and land use, shows very encouraging results. The model tends to underestimate the discharge but the dynamics of the peaks and the SOD overflows are well simulated. The model is also used to test the impact of changes in land use and/or stormwater management on the hydrological response. The results show that land use management has less impact on the hydrology of the catchment than stormwater management.
Les bassins périurbains, constitués de zones urbaines, agricoles et naturelles, sont des bassins versants complexes à étudier. L’augmentation des surfaces imperméables et les modifications des chemins d’écoulement par les réseaux d’assainissement influencent leur hydrologie. Ces modifications sont notamment liées aux choix de modes de gestion des eaux pluviales : réseaux unitaires, réseaux séparatifs, infiltration à la parcelle, etc. La modélisation hydrologique spatialisée, qui rend compte de l’hétérogénéité des bassins versants, est un outil permettant d’évaluer les différents enjeux en termes d’occupation du sol et de gestion des eaux pluviales. Cependant, peu de modèles ont été construits pour être appliqués aux bassins périurbains, à l’échelle des gestionnaires (˜ 100 km2) et pour des simulations sur de longues périodes (> 10 ans). La modélisation hydrologique doit donc être adaptée afin de mieux capter les spécificités des milieux périurbains telles que l’hétérogénéité de l’occupation du sol et la connexion de certaines zones urbaines à un réseau d’assainissement. Ce travail de thèse a consisté à développer un nouvel outil de modélisation adapté à ces problématiques : le modèle distribué horaire J2000P. Ce modèle simule les processus hydrologiques en milieux ruraux et urbains et prend en compte les réseaux d’assainissement, les connexions à ces réseaux et les déversements des déversoirs d’orage (DO). Le modèle a été mis en oeuvre sur le bassin périurbain de l’Yzeron (˜ 130 km2), situé à l’ouest de Lyon. L’évaluation, effectuée à l’exutoire de différents sous-bassins de tailles et d’occupations du sol différentes, montre des résultats très encourageants. Le modèle a tendance à sous-estimer le débit mais la dynamique des pics est bien représentée tout comme le déversement des DO. Suite aux résultats de l’évaluation, une analyse de sensibilité « pas à pas » du modèle a été réalisée et différentes hypothèses de fonctionnement du bassin ont été formulées pour améliorer la compréhension du modèle et des processus représentés. Le modèle a ensuite été utilisé pour tester l’impact de modifications de l’occupation des sols et/ou de la gestion des eaux pluviales sur la réponse hydrologique. Le modèle montre que la gestion de l’occupation du sol a moins d’influence sur l’hydrologie du bassin que la gestion du réseau d’assainissement.
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tel-02601677 , version 2 (13-07-2017)
tel-02601677 , version 1 (16-05-2020)

Identifiants

Citer

M. Labbas. Modélisation hydrologique de bassins versants périurbains et influence de l’occupation du sol et de la gestion des eaux pluviales. Application au bassin de l'Yzeron (130 km2). Sciences de l'environnement. Doctorat, spécialité : Océan, Atmosphère, Hydrologie, Université de Grenoble, 2015. Français. ⟨NNT : 2015GREAU006⟩. ⟨tel-02601677v1⟩
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