Reboisement du bassin versant.

Quels sont les impacts du reboisement?

 

L'augmentation des zones boisées à l'échelle d'un bassin versant est théoriquement profitable concernant la gestion des crues.
En effet, les impacts peuvent être nombreux :

  • les forets augmentent l'interception, une quantité d'eau est alors stockée au niveau des feuilles, des branches et sur le tronc des arbres.
  • la présence de zones boisées permet une augmentation locale de la rugosité du terrain, le ruissellement est alors légèrement réduit.
  • la présence de racines réduit les écoulements de subsurface.

On se propose ici de quantifier, sur notre bassin versant, l'importance de ce type d'aménagement. Nous veillerons ainsi à répondre aux questions suivantes: l'influence du reboisement est-elle suffisamment importante pour envisager cette solution? Quel est l'effet à long et à moyen terme du reboisement?

 

Modélisation du reboisement du bassin versant de la Lèze

 

Nous avons choisi de nous concentrer sur les deux premiers points exposés ci-dessus. Les écoulements de subsurface étant plus faibles que ceux du ruissellement, nous considérons la diminution des vitesses d'écoulement dans le sol négligeable. Le schéma que nous avons voulu représenté est le suivant : une augmentation de 10% de la surface boisée et de 100% des surfaces agricoles denses vis à vis des surfaces moins denses.

La méthode utilisée pour représenter l'augmentation de l'interception et de la rugosité est une méthode de proportionnalité entre les surfaces.

 

Augmentation de la rugosité :

Étant donné que le logiciel Marine permet de multiplier les différentes couches par un coefficient constant, la couche d'occupation des sols va être ainsi modifiée pour prendre en compte cette modification. Voici les changements :

Type de sol Coefficient de Manning Proportion initiale Proportion finale
Eau 0.02 4.83% 4.83%
Bois 0.1 19.63% 21.59%
Végétation dense 0.07 1.54% 3.08%
Végétation moins dense 0.05 64.35% 60.85%
Sol nu 0.045 0.39% 0.39%
Zone Urbaine 0.02 9.26% 9.26%

Le coefficient de Manning moyen est ainsi de 0.055 initialement et de 0.058 après modification. Le coefficient multiplicateur est alors de 1.06. La couche d'occupation des sols est donc multipliée par ce coefficient dans la partie ruissellement du modèle. Le coefficient de Strickler du lit majeur doit lui être multiplié par $\frac{1}{1,06}$ (car le coefficient de Strickler correspond à l'inverse du coefficient de Manning). Sa valeur passe ainsi de 4,404 à 4,155.

 

Prise en compte de l'interception :

L'interception n'est pas un paramètre pris en compte dans le logiciel Marine. Il est donc nécessaire de trouver une parade afin de prendre en compte ce phénomène. Comme l'interception réduit les quantités d'eau disponibles, nous avons choisi de considérer une profondeur de sol plus importante. Ces quantités d'eau supplémentaires dans le sol, sont alors relarguées avec un temps de retard, comme le sont celles stockées sur les feuilles ou les branches.

D'après Jackson (1975), pour des fortes précipitations l'interception est de l'ordre de 12%. En considérant que sur la surface supplémentaire de foret l'interception capte 12% des pluies, on détermine, sachant que la porosité moyenne du sol est de 44%, la nouvelle profondeur du sol. En augmentant de 1.5mm la profondeur moyenne du sol sur l'ensemble du bassin versant on simule ainsi un captage d'eau par interception.

Les paramètres du modèle sont alors modifiés et la simulation est relancée. On obtient ce nouvel hydrogramme :

 

 

On peut ainsi constater que le débit maximal est passé de 143,95 m3/s à 140,6m3/s, soit une diminution de 2.33%. Cette réduction du débit maximal lors de la crue, est donc peu probante bien que non négligeable. Cependant, cette vision ne permet pas de se rendre compte de l'évolution à long terme de l'aménagement d'un bassin versant.

 

Modélisation de l'expansion démographique

 

Selon l'Insee, depuis une vingtaine d'années les villes de Midi-Pyrénnées s'accroissent de 20% tous les 10 ans. Nous allons alors simuler cette augmentation sur 50 ans. Nous procédons alors de la même manière que précédemment en augmentant la surface des villes par rapport à celle des forêts. Suivant cette évolution, en 2062 les villes devraient occuper 23% du territoire contre 6% pour les forêts. La couche d'occupation des sols doit alors être multipliée par 0,8 et le coefficient de Strickler du lit majeur devient égal à 5.284. Pour finir, la profondeur de sol sous les villes sera prise nulle. Sur l'ensemble du bassin versant la profondeur de sol est alors de 0.62m. On a alors ce modèle. L'hydrogramme simulé est donc le suivant :

 

 

Le débit maximal est maintenant de 167,54m3/s soit une augmentation de 14.1%. De plus, le pic de crue arrive 4 heures plus tôt que dans le cas actuel, cela signifie que dans 50 ans les crues pourraient être beaucoup plus violentes et rapides.

Avec cette simulation, on constate que les problématiques d'aménagement du bassin versant ne peuvent apporter des solutions à courts terme. Cependant il est important de prendre conscience que nos actes présents peuvent avoir des impacts non négligeables à long terme.

Afin de répondre tout de même aux questions de prévention des crues, nous allons maintenant nous pencher sur la mise en place de haies brise crue.

 

 

 

Haies brise-crue