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Cartographie des courbes de conséquence - BV du Haut Saint-François
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Cartographie des courbes de conséquence - BV du Haut Saint-François

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Le Centre d’expertise hydrique du Québec réalise présentement un projet de modélisation hydrodynamique et de cartographie du système hydrique du bassin versant du Haut Saint-François. Ce projet a pour …

Le Centre d’expertise hydrique du Québec réalise présentement un projet de modélisation hydrodynamique et de cartographie du système hydrique du bassin versant du Haut Saint-François. Ce projet a pour but de fournir aux gestionnaires de barrages du Centre d’expertise hydrique du Québec des outils supplémentaires afin de les appuyer et de les supporter dans leurs différentes tâches. Le réseau hydrographique du bassin versant du Haut Saint-François est caractérisé par la présence de deux réservoirs (lacs Saint-François et Aylmer) en tête du bassin, situés sur la rivière Saint-François. On y trouve également le lac Louise qui est un élargissement de ce dernier cours d’eau ainsi que la rivière au Saumon, qui est un affluent important. Les niveaux des lacs Saint-Francois et Aylmer sont contrôlés par des barrages appartenant au gouvernement du Québec. Un troisième ouvrage de retenue, le barrage de Weedon appartement à Hydro-Sherbrooke, constitue finalement la limite aval du projet en cours. Différents relevés de terrain ainsi que des campagnes de mesures en période de crues ont été réalisé au courant de l’année 2008. De plus les levés topographiques de la zone étudiée ont été réalisés à partir de survols par laser aéroporté. Par la suite, le réseau hydrographique a été modélisé à l’aide du logiciel HEC-RAS, un logiciel de courbes de remous à une dimension. L’utilisation des logiciels HEC-GeoRAS et ArcGIS permettront au cours de la prochaine année d’établir des courbes de conséquences ainsi qu’à produire une cartographie relative aux zones inondées pour l’ensemble du secteur étudié.

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  • 1. Cartographie des courbes de conséquences BV du Haut-Saint-François Colloque Géomatique 2009 Montréal, les 21 et 22 octobre 2009 Stéphane Comtois, analyste en géomatique
  • 2. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 3. Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Agence du ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec, créée en avril 2001 : 210 employés (ingénieurs, professionnels, techniciens, personnel administratif); Mission : Gérer le régime hydrique du Québec avec une préoccupation de sécurité, d’équité et de développement durable. www.cehq.gouv.qc.ca
  • 4. Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Principaux mandats : Exploiter les stations hydrométriques publiques du Québec; Exploiter quelque 800 barrages publics; Contribuer à la régularisation des bassins hydrographiques limitrophes du Québec (Saint-Laurent, Grands Lacs et Outaouais); Voir à l’application de la Loi sur la sécurité des barrages qui vise quelque 5 575 barrages du Québec; Fournir un soutien aux municipalités dans la détermination des zones inondables et des moyens de lutte contre les inondations; Assurer la gestion foncière du domaine hydrique de l’État; Fournir en matière d’hydrologie et d’hydraulique l’expertise nécessaire au soutien des activités du Ministère. www.cehq.gouv.qc.ca
  • 5. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 6. Description du Projet • La cartographie des courbes de conséquences consiste en la modélisation hydrodynamique et la cartographie du système hydrique d’un bassin versant. • Le but est de fournir à différents intervenants (sécurité civile, municipalités, gestionnaires d’ouvrages) des outils supplémentaires afin de les appuyer et de les supporter dans leurs différentes tâches. • Le secteur choisi pour lancer le projet, est le bassin versant du Haut-Saint-François.
  • 7. Description du Projet Le réseau hydrographique du bassin versant est caractérisé par la présence de deux réservoirs en tête du bassin. On y trouve également un lac dans le secteur modélisé, ainsi qu’un affluent important.
  • 8. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 9. Les logiciels utilisés Hec-RAS Hec-Geo-RAS Terrain Arc GIS Survol laser Survol laser Relevés terrain Relevés terrain Relevés terrain Relevés terrain Étude aéroporté ou autre (bathymétrie) (niveau d’eau et débit) (niveau d’eau et débit) aéroporté ou autre (bathymétrie) de zones Modélisation et simulation numérique inondables (HEC-RAS) Réalisation du fichier HEC-RAS Réalisation du fichier HEC-RAS Calage du modèle Hec-Ras Calage du modèle Hec-Ras ARC-GIS et HEC-GeoRAS Modèle numérique de terrain avec Modèle numérique de terrain avec laser aéroporté et relevés en rivière laser aéroporté et relevés en rivière (fichier TIN ou GRID) (fichier TIN ou GRID) Débits à simuler Débits à simuler Résultats (niveau d’eau) Résultats (niveau d’eau) du modèle HEC-RAS du modèle HEC-RAS Prévision des débits Prévision des débits (si disponible) (si disponible) Cartographie de la zone inondée Cartographie de la zone inondée
  • 10. Logiciels utilisés HEC-RAS est un modèle hydrodynamique à 1-D qui permet de simuler des écoulements en régime non permanent. Plusieurs données sont requises pour élaborer le modèle : Données de terrain permettant d’obtenir la géométrie des rivières à l’étude; Des conditions à chacune des limites (amont et aval) du système. Riv_des_Anglais_jonction_avec_Noire .085 .05 .085 54 Legend Ground 53 Bank Sta 52 Elevation (m) 51 50 49 48 47 0 20 40 60 80 100 120 Station (m)
  • 11. Logiciels utilisés • Hec-GeoRAS est une extension conçue pour être utilisée avec ArcGIS et HEC- RAS. • Permet de réaliser un fichier de données géométriques terrain de la rivière et de les importer dans HEC-RAS. • Une fois la modélisation hydrodynamique du cours d’eau terminée, les résultats peuvent être réimportés dans ArcGIS à l’aide de HEC-GeoRAS. Cela permet d’obtenir la cartographie des zones inondées à un débit donné.
  • 12. Logiciels utilisés • ArcGIS est un ensemble de logiciels SIG réalisé par la société ESRI.
  • 13. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique des rivières Saint-François et au Saumon Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 14. Secteur à l’étude Barrage amont Modèle numérique de terrain (survol laser aéroporté) Barrage central Modèle numérique de terrain (survol laser aéroporté + sections transversales) Barrage aval
  • 15. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 16. Informations recueillies Relevés bathymétriques 5 campagnes de mesures de niveaux d’eau Relevé photographique en période de crue Survol laser aéroporté sur l’ensemble du secteur Modèle 1-D HEC-RAS
  • 17. Informations recueillies Variation du niveau d’eau de 1.10 m
  • 18. Informations recueillies Variation du niveau d’eau de 1.10 m
  • 19. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 20. Modélisation hydrodynamique Pour ce cas, 3 conditions aux limites sont nécessaires. Barrage amont Hydrogramme de débits Hydrogramme de niveaux Hydrogramme de débits Barrage aval
  • 21. Modélisation hydrodynamique Description des trois conditions : Conditions amont sur le cours d’eau principal : Débits sortant du barrage influencés par l’ouverture des vannes et du niveau d’eau en amont du barrage. Condition aval sur le cours d’eau principal : Niveaux d’eau au barrage situé en aval. Condition amont sur l’affluant : Débit de la rivière provenant d’une station hydrométrique.
  • 22. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 23. Cartographie 3 élévations d’illustrées : • 243.90 m • 244.15 m • 244.28 m
  • 24. Cartographie 3 élévations d’illustrées : • 243.90 m • 244.15 m • 244.28 m
  • 25. Cartographie Niveau maximum d’exploitation: 248.74 m.
  • 26. Cartographie Zone maximale inondée: orangée. Conditions: QCours d’eau principal : 150 à 200 m³/s QAffluant : 50 à 215 m³/s
  • 27. Cartographie Quantité d’eau sur l’étendue de la zone maximale inondée.
  • 28. Cartographie Dans les mêmes conditions : • Cartographie maximale inondée en rouge; • Cartographie de la zone inondée par un minimum de 10 cm d’eau; • Cartographie de la zone inondée par un minimum de 30 cm d’eau.
  • 29. Cartographie Tableau comparatif Immeubles recevant de Immeubles recevant un Immeubles recevant un Description l’eau minimum de 10 cm d'eau minimum de 30 cm d'eau Autres immeubles 13 4 3 résidentiels Logement 15 6 4 Chalet 40 21 5 Culturelle, récréative et de 1 1 1 loisirs Production et extraction de 2 2 2 ressources naturelles Immeubles non exploités 14 8 5 et étendues d’eau Total 85 42 20
  • 30. Cartographie Tableau comparatif Immeubles recevant Immeubles recevant un Immeubles recevant un Description de l’eau minimum de 10 cm d'eau minimum de 30 cm d'eau Total 85 42 20 Si nous analysons les données du tableau précédent : • il y a 85 propriétés de touchées; • 42 reçoivent un minimum de 10 cm d’eau; • 20 reçoivent plus de 30 cm d’eau. Les conséquences sont donc élevées pour 20 propriétés.
  • 31. Plan de la présentation Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ) Description du projet Logiciels utilisés Secteur à l’étude Informations recueillies Modélisation hydrodynamique Cartographie des zones inondées pour différentes élévations Conclusion www.cehq.gouv.qc.ca
  • 32. Conclusion • Les courbes de conséquences sont un autre bel exemple de la collaboration entre ingénieurs et géomaticiens. • À l’origine des courbes de conséquences, nous avions développé le Projet Caterine (CArtographie en TEmps Réel des zones Inondables et des Niveaux d’Eau). • Maintenant, à partir des prévisions météorologiques, des prévisions de débits et des simulations, nous pouvons produire des cartes des zones inondables.
  • 33. Participants au projet • Isabelle Dionne, étudiante en génie des eaux • Jean Francoeur, ing., M. Sc. • Stéphane Comtois, analyste en géomatique
  • 34. Merci ! www.cehq.gouv.qc.ca

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