Conception d'un SIG pour l'appui à la gestion intégrée des ressources en eau à l'échelle du bassin hydrologique

Design of a gis for supporting water resource management at the hydrological basin scale

• Auteur / Autrice : Van Bai Nguyen
• Direction : Pierre Mazzega, Anne-Élisabeth Laques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hydrologie, hydrochimie, sol, environnement
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Système d'information géographique

Gestion intégrée des ressources en eau

Mots clés libres

Système d'Information Géographique (SIG)

Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE)

Scénario d'occupation du sol

Bassin hydrographique

Composant hydrologique

Indicateur d'impact hydrologique

Cycle de l'eau

Résumé

Dans le cadre de cette étude nous proposons une approche simple, pertinente et aisée à mettre en œuvre, permettant d'évaluer les impacts des changements d'occupation du sol (OS) sur le cycle de l'eau, de l'échelle du petit bassin versant à celle du bassin hydrologique. Cette approche consiste tout d'abord à recueillir une base de données relative à la distribution spatio-temporelle des précipitations et des températures, aux délimitations géographiques des bassins versants et à l'évolution récente de l'OS selon des classes de définition assez large. Ces données alimentent un Système d'Information Géographique (SIG) des '' ressources en eau et de leurs territoires '' du bassin Garonne Amont (partie du bassin Adour-Garonne en France). Le SIG construit sous ArcGIS, permet diverses manipulation des données, dont certaines via un codage informatique (langage Python). L'approche méthodologique proposée a été testée dans trois zones hydrographiques du bassin Garonne Amont. Deux scénarios prospectifs sont considérés pour analyser le comportement hydrologique: un scénario de la continuité pour lequel les taux de changements d'OS observés de 2000 à 2006 sont appliqués jusqu'en 2030 ; un scénario ou le taux d'urbanisation observé est amplifié d'un facteur 10 lors de l'extrapolation de cartes d'OS jusqu'en 2030. Ensuite une méthode d'attribution de valeurs de coefficients hydrologiques (s'en tenant aux trois processus majeur d'évapotranspiration, ruissellement, infiltration) aux classes agrégatives d'OS est décrite. Enfin les valeurs des coefficients hydrologiques sont organisées sous forme d'une échelle d'indicateurs hydrologiques résumant l'information pertinente pour les décideurs.

In this study we propose a simple, relevant and easy to implement approach to assess the impacts of land use changes on the water cycle, from the small scale of the watershed to the large scale hydrologic basin. This approach first consists in collecting a database about the spatio-temporal distribution of precipitation and temperature, the geographical boundaries of the watersheds and the recent land use changes considered under rather broad classes. These data feed a Geographic Information System (GIS) of ''water resources and their territories'' of the Upstream Garonne Basin (part of the Adour-Garonne basin in France) which is our study area. The GIS, implemented in ArcGIS, allows various data manipulation, some via a computer code (in Python). The proposed methodological approach was tested in three hydrographic zones of the Upstream Garonne basin. Two scenarios are considered to analyze the hydrological behavior : a scenario of continuity for which the rates of land-use change observed between 2000 and 2006 are applied to the production of annual land-use maps till 2030 ; a scenario for which the observed rate of urbanization is amplified by a factor of 10 when extrapolating land use maps until 2030. Then a method for the assignment of values ??of hydrological coefficients (limited to the three major evapotranspiration, runoff and infiltration processes) to the land-use classes is described. Finally the values ??of hydrological coefficients are organized in the form of scaled indicators summarizing the relevant information on the water cycle to decision makers.