DMB Vouraie V2.2

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Rapport

d

tude

Etude des dbits rservs des retenues : Vouraie, Marillet ,Rochereau et

Angle Guignard

SIAEP de lAngle Guignard SIAEP Valle du Marillet SIAEP de Rochereau

Juillet 2014

Dbits rservs Vouraie, Marillet, Rochereau, Angle Guignard tude no 8659 Juillet 2014

2

Etude des dbits rservs des retenues : Vouraie, Marillet ,Rochereau et

Angle Guignard

Juillet 2014

Version Date Nom des rdacteurs Nom du vrificateur

2 04/08/2014 J-B Hansmann M. Saget

D. Levet

SOMMAIRE

Etude relative la dtermination

des dbits rservs sur le complexe

hydraulique de Mervent

SEPTEMBRE 2014

1

1 Evaluation des dbits minimums biologiques 3

1.1 Principes de la mthode 3

1.2 Choix des stations 3

1.3 Contexte piscicole 3

1.4 Choix des espces cibles 5

1.5 En aval de la retenue de la Vouraie 6

1.5.1 Hydrologie naturelle reconstitue 6

1.5.2 Station de mesure Estimhab 7

1.5.3 Modlisation 9

1.5.4 DMB proposs 11

SOMMAIRE




SEPTEMBRE 2014

2

Liste des tableaux

Tableau 1 : Densits moyennes et occurrence des poissons pchs dans le Petit Lay La Chapelle-au-Lys

(www.image.eaufrance.fr/) ............................................................................................................................... 4

Tableau 2 : Densits moyennes et occurrence des poissons pches dans le Loing Chantonnay

(www.image.eaufrance.fr/) ............................................................................................................................... 5

Liste des figures

Figure 1 : Dbits moyens mensuels naturels reconstitus de la Vouraie (CACG)........................................................... 6

Figure 2 : Surfaces Potentielles Utiles sur 100 m de cours d'eau en fonction du dbit, pour les guildes de

poissons mouille , rive , radier et chenal de la Vouraie .............................................................. 10

EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES




SEPTEMBRE 2014

3

1 EVALUATION DES DEBITS MINIMUMS BIOLOGIQUES

1.1 Principes de la mthode

La mthode utilise pour le calcul des dbits minimum biologiques est celle dite des micro-

habitats . Le modle utilis ici est Estimhab, modle statistique associant un modle

hydraulique un modle biologique. La mthode est utilisable dans des tronons de cours

deau la morphologie au minimum relativement prserve.

Estimhab ncessite la ralisation de mesures de hauteurs deau, largeurs, taille du substrat

deux dbits diffrents (mesures hydrauliques ltiage et un dbit au moins deux fois

suprieur). Les mesures sont effectues sur un minimum de 100 points rpartis dans un

minimum de 15 transects. Lespacement inter-transects est rgulier et li la largeur moyenne

plein bord. La largeur moyenne en eau sert de base au calcul de la distance inter-points dans

les transects.

Le traitement des donnes est fond sur les moyennes des profondeurs, des largeurs et des

tailles de substrats mesurs aux deux dbits, ainsi que sur les prfrences dhabitats tablies

pour un certain nombre despces pisciaires. Les donnes sont saisies dans une application

permettant dobtenir des courbes de surfaces potentiellement utiles (SPU / 100 m) aux

diffrentes phases de vie des poissons, pour les espces (ou les guildes, c'est--dire des

groupes despces) choisies, diffrents dbits.

Dune faon gnrale, il est recherch la gamme des dbits dans laquelle chaque diminution

entraine une forte diminution des habitats favorables lespce cible, en particulier lors de

certaines priodes cruciales (reproduction et premires semaines aprs lclosion

essentiellement). Nanmoins, des seuils de dbits moins favorables peuvent tre proposs,

ds lors quils permettent de conserver des fonctionnalits correctes pendant les priodes

dtiage estival, lapprciation se faisant le cas chant partir des observations sur le terrain

et sur la base de lhydrologie naturelle du cours deau. Les DMB doivent tre dfinis sur la base

de cette modlisation mais galement sur les lments du contexte environnemental

(franchissabilit des radiers, prsence de passes poissons, accessibilit des zones de

reproduction).

1.2 Choix des stations

Les stations ont t choisies la suite dune reconnaissance pralable des linaires de cours

deau soumis linfluence directe des barrages. Un dcoupage en tronons homognes a t

effectu. Chaque station de mesure a ainsi t place dans un tronon reprsentatif du

linaire et prsentant une sensibilit importante la diminution de dbit.

1.3 Contexte piscicole

Dans le cadre du Rseau dObservation des Milieux (ROM), sept contextes piscicoles ont t

dfinis dans le bassin du Lay. Sur le secteur de ltude, le brochet constitue lespce repre ;

les contextes cyprinicoles sont considrs comme perturbs. La fonction reproduction de

cette espce est la plus menace, car elle ncessite des priodes de submersion de zones

vgtalises.





SEPTEMBRE 2014

4

Aucune station de pche du rseau de suivi nest prsente sur le secteur dtude. Toutefois,

deux stations sont situes proximit :

dans le Petit Lay Saint-Hilaire-le-Vouhis, environ 5 km en amont de la confluence

avec la Vouraie (code station ONEMA : 04850103).

dans le Loing Chantonnay, environ 1,3 km en amont de la confluence avec le tronon

du Grand Lay sous influence du barrage de Rocherea u (code station ONEMA :

04850034).

Les donnes des pches disponibles sont prsentes ci-aprs.

Les donnes de pches de la station situe dans le Petit Lay Saint-Hilaire-le-Vouhis sont

disponibles les annes 2008 et 2010.

Tableau 1 : Densits moyennes et occurrence des poissons pchs dans le Petit Lay La

Chapelle-au-Lys (www.image.eaufrance.fr/)

Code

Onema de l

'espce

Nom usuel de

l'espce

Moyenne des densits en

nombre (ind/10 ares) /

2 pches

Occurrence /

2 pches

ANG Anguille 28 2

BRO Brochet 2 2

CHE Chevaine 10 2

GAR Gardon 215 2

GOU Goujon 14 2

LOF Loche franche 85 2

PER Perche commune 28 2

VAI Vairon 70 2

VAN Vandoise commune 4 2

ABL Ablette 1 1

BRB Brme bordelire 1 1

BRE Brme commune 2 1

CCO Carpe commune 1 1

OCL Ecrevisse amricaine 1 1

TAC Truite arc-en-ciel 1 1

Ces donnes de pches indiquent un peuplement pisciaire relativement diversifi avec

9 espces prsentes communes aux 2 pches lectriques (15 espces au total). Les gardons,

loche franche et vairon ont les plus fortes densits. Les densits numriques de languille et de

la perche commune sont assez leves pour ce type despce. Le brochet, espce-repre, est

galement prsent. Le peuplement en place semble tre relativement quilibr, avec des

espces appartenant aux rivires de plaines (B7, suivant la biotypologie de Verneaux).

Quelques espces de cours plus lentiques (brmes, carpe) sont galement prsentes, mais en

moindre densit.

Les donnes de pches de la station situe dans le Loing Chantonnay sont disponibles les

annes 2007, 2009 et 2011.





SEPTEMBRE 2014

5

Tableau 2 : Densits moyennes et occurrence des poissons pches dans le Loing

Chantonnay (www.image.eaufrance.fr/)

Code

Onema de l

'espce

Nom usuel de

l'espce

Moyenne des densits en

nombre (ind/10 ares) / 3

pches

Occurrence / 3

pches

BRO Brochet 1 3

CHA Chabot 2 3

GAR Gardon 141 3

GOU Goujon 95 3

LOF Loche franche 5 3

VAI Vairon 96 3

ANG Anguille 3 2

CHE Chevaine 10 2

LPP Lamproie de Planer < 1 2

OCL Ecrevisse amricaine 1 2

PER Perche commune 4 2

ABH Able de Heckel 3 1

ABL Ablette 4 1

ROT Rotengle 2 1

VAN Vandoise commune 1 1

Prises individuellement, chaque pche prsente un peuplement peu diversifi. Toutefois, les 3

pches confondues, 15 espces diffrentes ont t identifies. Les abondances sont

globalement peu leves, quelles que soient les espces prsentes.

La lamproie de Planer, espce protge, na t capture quune fois, en 2009, et en trs faible

effectif. Lcrevisse amricaine, classe nuisible , a t capture en 2009 et 2011.

Le peuplement semble relativement peu quilibr, avec des espces trouves plutt en cours

deau de plaine (gardon et brochet notamment), ctoyant des espces de cours deau plus

petits, situs dans les hauts-bassins (chabot, goujon, loche franche, vairon).

1.4 Choix des espces cibles

Au vu des donnes piscicoles disponibles et de la morphologie des tronons de cours deau

influencs, le choix fait est de travailler partir des guildes despces. Ces guildes sont des

regroupements despces de poissons partageant un mme type dhabitat. Dans la

modlisation Estimhab, les 4 guildes dfinies sont les suivantes :

Guilde radier : loche franche et chabot ;

Guilde chenal : vandoise ;

Guilde mouille : anguille, perche, gardon, chevaine de taille suprieure 17 cm ;

Guilde berge : goujon, chevaine de taille infrieure 17 cm et vairon.





SEPTEMBRE 2014

6

1.5 En aval de la retenue de la Vouraie

1.5.1 Hydrologie naturelle reconstitue

Lhydrologie naturelle reconstitue de la Vouraie dans le tronon court-circuit a t calcule

et fournie par la Compagnie dAmnagement des Coteaux de Gascogne partir de lhydrologie

de lYon (donnes calcules sur une priode 1983-2010). Le tableau et le graphique suivant

prsentent ces dbits.

Dbits caractristiques en m

3/s

(priode de calcul : 1983-2010)

QMNA moy 0,019

QMNA 5 0,002

VCN3 5 0,000

VCN3 moy 0,006

VCN10 moy 0,008

Q50 0,138

Module 0,475

Figure 1 : Dbits moyens mensuels naturels reconstitus de la Vouraie (CACG)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

janv. fvr. mars avr. mai juin juil. aot sept. oct. nov. dec.

Db

it (m

3/s)

dbit moyen mensuel (m3/s) Module QMNA 5 1/10 module

La Vouraie a un rgime pluvial, avec des hautes eaux en hiver. La diffrence entre les dbits de

hautes eaux (de dcembre fvrier) et les dbits dtiage (de juin septembre) est

extrmement marque. Le QMNA 5 (2 L/s) est trs largement infrieur au 1/10 du module (48

L/s), ce qui signifie une extrme svrit des tiages. Ceci est confirm par un VCN3 de

frquence quinquennale gal zro.





SEPTEMBRE 2014

7

1.5.2 Station de mesure Estimhab

1.5.2.1 Choix de la station

Le linaire de la Vouraie sous influence du barrage de la Vouraie est relativement court (600

m), le barrage tant proche de la confluence avec le Petit Lay. Deux tronons ont t identifis

dans ce secteur,, prsentant des morphologies trs diffrentes.

En aval du barrage sur environ 200 m, le tronon se caractrise par une alternance de

facis (radiers, plats, mouilles), avec une dominance de plats. Les granulats sont assez

grossiers (galets). Ce linaire est le plus sensible la diminution de dbit en raison,

notamment, des faibles hauteurs deau ;

Alternance de longs facis lentiques

et de facis lotiques plus courts

Sur les 400 derniers mtres de la Vouraie avant la confluence, les facis (lentiques et

relativement profonds) sont influencs par un seuil situ sur le Petit Lay. Ce secteur est

peu sensible la diminution de dbit, la hauteur deau restant peu prs la mme,

quel que soit le dbit (dbit moyen faible).





SEPTEMBRE 2014

8

Facis lentique (remous du seuil dans le Petit Lay

La station dtude dans laquelle seront faites les mesures permettant dappliquer le modle

Estimhab a donc t choisie dans le tronon prsentant des alternances de facis.





SEPTEMBRE 2014

9

1.5.2.2 Description de la station

Vues gnrales de la station Estimhab aux deux dbits tudis (0,052 m3/s gauche et 0,116 m

3/s droite)

Le tableau suivant prsente les donnes rcoltes sur le terrain et entrant dans la simulation

Estimhab. Les mesures ont t ralises sur deux journes conscutives.

Campagne 1 (Q1) Campagne 2 (Q2)

Dates dintervention 17/10/2013 18/10/2013

Dbit mesur (m3/s) 0,052 0,116

Largeur en eau moyenne (m) 5,24 5,60

Hauteur moyenne (m) 0,38 0,42

Taille moyenne du substrat (cm) 3,3

Le dbit rserv actuel est de 41 l/s.

1.5.3 Modlisation

Les rsultats de la modlisation sont prsents dans le graphique suivant :





SEPTEMBRE 2014

10

Figure 2 : Surfaces Potentielles Utiles sur 100 m de cours d'eau en fonction du dbit, pour les

guildes de poissons mouille , rive , radier et chenal de la Vouraie

La modlisation met en vidence, la station de mesure, des surfaces utiles plutt leves

pour la guilde rive . Pour la guilde mouille , le maximum nest pas atteint dans la gamme

de modlisation dEstimhab (1/10 du Q1 et 5 fois le Q2). Cependant, vers 0,58 m3/s, la SPU de

cette guilde nest pas loigne de son maximum. Dans la suite de lexploitation des donnes,

cest donc la valeur de SPU pour un dbit de 0,58 m3/s qui est utilise comme rfrence (SPU

max).

Ces deux guildes ( rive et mouille ) ont des valeurs leves de SPU cette station en

raison de la morphologie de la Vouraie sur ce tronon (longs plats lentiques et zones courantes

assez courtes). Les courbes de ces deux guildes prsentent un net point dinflexion pour un

dbit de lordre de 24 l/s. En dessous de ce dbit, les pertes de SPU deviennent relativement

importantes.

Les guildes chenal et radier ont des valeurs de SPU relativement faibles dans la station

tudie, ces deux facis prsentant un linaire cumul peu lev. Le maximum de SPU de la

guilde radier semble atteint au alentour de 0,58 m3/s. Cette valeur est donc utilise comme

valeur maximum (SPU max). Le maximum de SPU de la guilde chenal ne semble en

revanche pas atteint dans la gamme de modlisation dEstimhab.

Au dbit de 24 l/s, un lger point dinflexion peut galement tre not sur ces courbes.

Remarque : le QMNA 5 (2 l/s) tant en dessous de la borne infrieure de la gamme de

modlisation Estimhab (5 l/s), ce dbit ne peut donc pas tre modlis.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

SPU

(m) p

ou

r 10

0 m

de

co

urs

d'

eau

Dbit (m3/s)

chenal

rive

mouille

radier

Module

1/10 module, dbitrserv actuelQMNA5

Point d'inflexion





SEPTEMBRE 2014

11

1.5.4 DMB proposs

Le tableau ci-dessous prsente les valeurs de SPU des 4 guildes dEstimhab en fonction des

diffrents dbits caractristiques de la Vouraie.

Guilde rive Guilde mouille Guilde chenal Guilde radier

Gamme de

dbits

Dbit

en

m3/s

Valeur

relle SPU

(m)/100m

% de la SPU

max /100m

Valeur

relle SPU

(m)/100m

% de la SPU

max

modlisable

/100m

Valeur

relle SPU

(m)/100m

% de la SPU

max

modlisable

/100m

Valeur

relle SPU

(m)/100m

% de la SPU

max

modlisable

/100m

Module 0,475 393 99% 235 100% 57 83% 31 98%

1/10 module 0,048 367 93% 205 87% 24 36% 24 74%

Point

d'inflexion 0,024 350 88% 195 83% 19 28% 21 67%

Dbit

minimal

modlisable 0,005 310 78% 172 73% 11 16% 17 52%

100% SPU

guilde rive 0,290 397 100% 231 98% 48 70% 30 95%

SPU

maximum

modlisable

guilde

mouille 0,700 382 100% 236 100% 65 95% 32 100%

SPU

maximum

modlisable

guilde chenal 0,800 377 95% 236 100% 69 100% 32 100%

SPU

maximum

modlisable

guilde radier 0,780 378 95% 236 100% 68 99% 32 100%

Les valeurs de SPU pour 100 m de cours deau des guildes rive et mouille

restent globalement bonnes dans une large gamme de dbits. Bien que les valeurs de

SPU restent leves (mme au dbit minimum modlisable), une diminution de SPU

est nanmoins constate en dessous en dessous du dbit correspondant au point

dinflexion de la courbe (24 l/s, correspondant au 1/20 de module) ;

Les valeurs de SPU pour les deux autres guildes ( chenal et radier ) tant

naturellement faibles, toute baisse de dbit entrane leur diminution importante et

significative.

Pour la guilde chenal, une baisse de prs de 72 % par rapport au maximum

modlisable est constate au dbit correspondant au point dinflexion des courbes (24

l/s). Toutefois, ce type de facis tant trs prsent sur le reste du tronon (les

ouvrages maintiennent un niveau deau suffisant) et dans le tronon aval, les poissons

de cette guilde ne sont pas pnaliss par la baisse de dbit. Cette guilde ne sera, de ce

fait, pas prise en compte dans la dtermination du DMB.





SEPTEMBRE 2014

12

La diminution de la SPU pour la guilde radier au dbit correspondant au point

dinflexion est moindre mais significative (prs de 33 % de perte par rapport la SPU

maximale modlisable). Limpact du dbit sur cette guilde est donc important,

notamment en raison de la faible surface des radiers.

Le DMB est suprieur 24 l/s car ce dbit :

La perte de SPU pour la guilde radier est trop importante par rapport la SPU max

(67% de la SPU max).

La perte de SPU par rapport au dbit rserv actuel est trop importante (9%).

Daprs les observations faites lors des 2 campagnes de mesures, les radiers sont

difficilement franchissables.

En fixant les objectifs minimaux suivants :

Une perte de moins de 30% de la SPU max pour la guilde radier ,

Une perte de SPU de moins de 4% pour la guilde radier par rapport au dbit

rserv actuel en t,

Une franchissabilit de tous les radiers,

le DMB estival (de juin septembre) est de 32 l/s, correspondant au 1/15 du module.

Le DMB hors priode estivale doit tre suprieur cette valeur, mais aucune considration

biologique ne permet de le fixer.

DMB Vouraie V2.2

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