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Système d'aide à la décision géographique (SADG) pour la gestion des obstacles à la libre circulation de l’anguille
 

Système d'aide à la décision géographique (SADG) pour la gestion des obstacles à la libre circulation de l’anguille

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La population d’anguilles d’Amérique a considérablement diminué en Amérique du Nord au cours des 30 dernières années. La présence des barrages constitue une menace pour l’anguille ...

La population d’anguilles d’Amérique a considérablement diminué en Amérique du Nord au cours des 30 dernières années. La présence des barrages constitue une menace pour l’anguille puisqu’ils bloquent l’accès aux habitats de croissance situés en amont. Pêches et Océans Canada, de concert avec les gouvernements du Québec, de l’Ontario et de la firme Holonics, a développé un système d’aide à la décision géographique (SADG) qui permet d’évaluer les pertes d’habitat de l’anguille causées par la présence d’un barrage ou d’une série de barrages dans un réseau hydrographique. L’utilisation du système aidera les gestionnaires à déterminer des projets d’aménagement qui pourraient contribuer à améliorer la libre circulation de l’anguille. L’application est basée sur le réseau hydro national (RHN) et utilise comme fondement à la prise de décision, le concept de connectivité longitudinale du réseau hydrographique. Pour ce faire, le SADG tire profit d’un indicateur de connectivité appelé le Dendritic Connectivity Index (DCI), lequel permet de quantifier l’effet des barrages sur la connectivité dont l’impact variera selon l’emplacement, leur franchissabilité (amont et aval) et le nombre rencontré sur le réseau hydrographique. Deux modules d’analyse sont disponibles : Analyse des bassins versants : permet de comparer les bassins versants les uns aux autres selon différents indicateurs tels que la connectivité (DCI), le nombre d’obstacles, les superficies d’habitat aquatique, etc. Analyse des obstacles : calcule, entre autres, le gain de connectivité suite à un aménagement ou à l’ajout d’un barrage dans un bassin versant ce qui permet de cerner à quels endroits, en priorité, des mesures d’atténuation seraient souhaitables pour le rétablissement de l’espèce. La solution repose sur une architecture web, comprenant des services web cartographiques fournis par ArcGIS Server 9.3.1 et Google Maps ainsi que des services de données développés sur Oracle 10g. L’interface, composée de pages ASP .Net, utilise javascript et les API Google maps et ArcGIS Javascript Extension for Google Maps. AJAX est utilisé à profusion pour améliorer la performance et l’ergonomie.

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  • Le seul site de reproduction connu de l’anguille est la mer des Sargasses, au sud des Bermudes.
  • Le seul site de reproduction connu de l’anguille est la mer des Sargasses, au sud des Bermudes. Après y avoir pondu ses œufs, l’anguille meurt et les larves empruntent le Gulf Stream pour remonter vers le nord. Les petites anguilles pénètrent ensuite à l’intérieur du continent américain : certaines s’installent dans les estuaires, d’autres remontent les rivières, parfois jusqu’aux Grands Lacs. Plusieurs anguilles passent ainsi la plus grande partie de leur vie en eau douce et, après une période de 10 à 20 ans de croissance, migrent de nouveau en eau salée, pour frayer dans la mer des Sargasses.
  • L’analyse d’obstacle Comme les objectifs sont de récupérer 10% d’habitat et de rétablir la libre circulation depuis l’embouchure. L’utilisation du gain potentiel du DCId permet de cibler rapidement l’obstacle devant être aménagé en priorité pour améliorer la connectivité depuis l’embouchure. Les valeurs de superficie cumulative trouvée en amont (calcul des superficies depuis l’obstacle jusqu’aux obstacles amont ou aux sources indiquent combien d’habitats seront récupérer. On peut utiliser la valeur du rang de priorité d’aménagement, si l’on consulte l’info liée à l’obstacle on peut y voir un gain élevé pour le DCId, puis en consultant la liste des obstacles on peut obtenir (entre autres) la superficie en amont de l’obstacle.
  • Une fois l’obstacle ou les obstacles choisis, il est possible d’exécuter l’analyse pour obtenir les nouveaux résultats pour l’ensemble des obstacles du bassin choisi. La symbologie du gain de connectivité potentiel est affiché dynamiquement suite aux changements. Les résultats d’analyses peuvent être exportés en format cvs.
  • Le nouveau barrage est positionné sur le réseau. Le système nous invite à saisir les valeurs de franchissabilité amont et aval. Si cette information n’est pas connue de l’utilisateur, il peut en indiquant les caractéristiques physiques du barrage, faire calculer par le système une valeur de franchissabilité.
  • Une fois le nouveau barrage positionné et la franchissabilité établis, le calcul des indicateurs peut être lancé. Le système retourne les nouvelles valeurs de superficie amont – aval, les indices de connectivité.
  • Suite à l’analyse des impacts potentiels causés par le nouveau barrage, les valeurs obtenues permettent d’établir les objectifs en gain d’habitat à atteindre. Dans notre exemple l’ajout du barrage occasionnerait une diminution de la connectivité à l’embouchure de 21% et bloquerait à la libre circulation à plus de 13km2 d’habitat amont.
  • Afin de compenser les pertes d'habitat du poisson causées par la mise en place d’u nouveau barrage, différentes options d’aménagement peuvent être analysées. Le système permet d’évaluer quels sont les obstacles à aménager, d’évaluer l’impact de chaque barrage sur le gain d’habitat et de connectivité et de simuler un aménagement ou une combinaison d’aménagements. Ex. Si l’on fait un tri des obstacles existants sur le champs gain DCId – rapidement on visualise – les obstacles ayant un impact sur la connectivité. Un tri sur la superficie d’habitat permet de sélection l’obstacle avec la superficie amont potentiellement libre à la circulation la plus élevée. et sur la libre circulation ainsi que la superficie d’habitat qui serait disponible à la libre circulation suite à l’amiénagement de ou des obstacles. En aménageant les X0000571 et X0000603, un gain d’environ. 21 km2 d’habitat qui devient libre à la circulation et l’indice de connectivité à l’embouchure (DCId) augmente de 21%.
  • Pour débuter une analyse d’obstacle, l’usager est invité à s’identifier. Les analyses s’effectuent dans un espace de travail personnel, dans lequel les scénarios peuvent être créés, récupérés ou supprimés. Un scénario est relatif à un bassin en particulier. Une fois le scénario créé ou choisi de liste, les obstacles pour le bassin sont affichés sur la carte et présente le rang de priorité d’aménagement (le barrage ayant le plus grand potentiel de gain de connectivité a le rang 1) et la liste des obstacles apparaît en bas d’écran. Le réseau est également affiché selon le gain de connectivité potentiel suite à l’aménagement d’un obstacle. Lorsqu’une analyse est exécutée, les mesures sont reclaculées dynamiquement. Les résultats sont enregistrés dans la version de base du scénario ou faire l’objet d’une nouvelle version.

Système d'aide à la décision géographique (SADG) pour la gestion des obstacles à la libre circulation de l’anguille Système d'aide à la décision géographique (SADG) pour la gestion des obstacles à la libre circulation de l’anguille Presentation Transcript

  • Système d’aide à la décision géographique pour la gestion des obstacles à la libre circulation de l’anguille. Patrick Dupont Institut Maurice Lamontagne Pêches et Océans Canada
  • Le seul site de reproduction connu de l’anguille est la mer des Sargasses , au sud des Bermudes. Un mot sur l’anguille … PARTIE I - Description du projet
  • Un mot sur l’anguille PARTIE I - Description du projet L’anguille emprunte le Gulf steam et arrive par le fleuve Saint-Laurent et remonte les cours d’eau et, après une période de 10 à 20 ans de croissance, migrent de nouveau en eau salée, pour frayer dans la mer des Sargasses.
  • La population d’anguilles a considérablement diminué en Amérique du Nord au cours des 30 dernières années. Le contexte PARTIE I - Description du projet
  • Le contexte PARTIE I - Description du projet
    • Au Québec, 5800 barrages :
      • bloquent l’accès aux habitats de croissance et
      • dont certains possèdent des turbines causant la mort d’anguilles matures lors de leur migration vers leur site de reproduction (Mer des Sargasses)
    • Le Comité sur la situation des espèces en péril au Canada (COSEPAC) a désigné à l’anguille le statut d’espèce préoccupante . Il en découle un plan de gestion national lequel recommande
      • « redonner l’accès à 10% des habitats perdus par tranche de 5 ans dans chaque province canadienne »
    Contexte PARTIE I - Description du projet
  • Partenaires PARTIE I - Description du projet Afin de faciliter l’atteinte de cet objectif de 10 %, Pêches et Océans Canada, de concert avec les gouvernements du Québec et de l’Ontario, ont mis en place groupe de travail fédéral/provincial pour le développement d’un outil géomatique d’aide à la décision (SADG).
      • Déterminer où des mesures d’aménagement permettraient d’améliorer le libre circulation de l’anguille
      • Supra-régional :
      • Identifier les bassins versants prioritaires
      • Régional :
      • Identifier les barrages prioritaires
    Objectif de gestion décliné à deux échelles PARTIE I - Description du projet
  • PARTIE I - Description du projet Historique Base de données & Doc. vision Outil d’aide À la décision Analyse Régionale Module Obstacle Impact mesures d’atténuation Année 1 Année 2-3 Année 3-4 Analyse Supra-régionale: Module Bassin versant Priorisation secteurs & scénario d’intervention
    • Caractérisation des barrages (franchissabilité)
        • Hauteur & matériaux (amont),
        • Hauteur & au type d’utilisation (aval)
    Défi 1: Comment établir si un barrage est franchissable ou non par l’anguille ? PARTIE I – Quels étaient les défis ?
  • Défi 2 : Comment quantifier l’effet cumulatif des barrages sur la libre circulation amont/aval de l’anguille PARTIE I – Quels étaient les défis ? Un indicateur appelé le «  Dendritic Connectivity Index (DCI) », a été utilisé afin de quantifier l’effet des barrages sur la connectivité dont l’impact variera selon l’emplacement , le nombre et leur franchissabilité (amont et aval) rencontrés sur le réseau hydrographique…
    • Détermination de la largeur des cours d’eau :
    • Les travaux de Daniel Caissie (MPO, région du Golfe) proposent une méthode qui relie la surface drainée avec le débit annuel moyen et le débit avec la largeur du cours d’eau . La relation entre la surface et le débit varie selon la pluviométrie de la région hydrographique.
    Défi 3 : Comment démontrer que notre objectif de rétablissement de 10% a été atteint ? En d’autres mots, comment quantifier les gains d’habitat en terme de superficie PARTIE I – Quels étaient les défis ?
    • SIG sur le Web qui utilise ArcGIS server/Oracle
    • API Javascript tm Extension pour Google MAPS tm ;
    Les composantes de l’architecture technique PARTIE II – L’application en bref …
  • Présentation de l’interface usager PARTIE II – L’application en bref … Fenêtre de contenu
  • Présentation de l’interface usager PARTIE II – L’application en bref … Tâches : Recheche et analyses
  • Présentation de l’interface usager PARTIE II – L’application en bref … Autres fonctions
    • Rétablir la libre circulation depuis l’embouchure
    • ex. Rivière Rimouski
      • Superficie totale d’habitat aquatique = 68 Km2
      • 25 barrages ;
      • Superficie d’habitat perturbé = 67 Km2 ;
      • 10 % = ~ 7km2
      • L’utilisation du gain potentiel du DCId permet de cibler rapidement l’obstacle devant être aménagé en priorité pour améliorer la connectivité depuis l’embouchure.
    Projet de Rétablissement - Passe migratoire PARTIE III – Scénario d’utilisation
  • titre
  • titre
    • Une proposition de projet est soumise à Pêches et Océans Canada, on y projète l’installation d’un barrage hydroélectrique sur la rivière Rimouski
    • Objectif
    • Analyser les impacts négatifs du projets sur l’habitat de l’anguille
    Projet de construction de barrage PARTIE III – Scénario d’utilisation
    • Positionner le barrage dans la fenêtre cartographique
    • Calculer des valeurs de franchissabilité
    • de l’obstacle selon les caractéristiques
    • physiques.
    Ajout d’un barrage
  • Résultat d’analyse d’ajout de barrage
    • L’analyse de la proposition d’installation d’un nouveau barrage démontre une perte d’habitat dans le bassin de la rivière Rimouski.
    • Objectif
    • Réaliser un « gain net » d'habitat du poisson en application le principe directeur d'aucune perte nette de la capacité de production de l'habitat du poisson
    Compenser la perte d’habitat PARTIE III – Scénario d’utilisation
  • Après Avant
    • Le nouvel obstacle a diminué l’indice de connectivité à l’embouchure de 21%
    • Il bloque la libre circulation à plus de 13km 2 d’habitat amont.
    Impact sur l’habitat causé par l’installation d’un nouveau barrage
    • Évaluation de l’impact d’un (des) aménagement (s) sur l’habitat
    • Choix de l’indicateur pour la prise de décision (ex. Gain DCID ou Superficie cumulative amont)
    • Classement des obstacles (Tri) en fonction de l’indicateur sélectionné
    • Exécution et analyse de différentes options d’aménagement
  • La gestion des scénarios est réalisée à l’intérieur d’un espace de travail personnel où l’utilisateur peut créer, modifier ou supprimer ses analyses .
  • Compléter l’intégration du Réseau hydrographique national pour les bassins versants jugés prioritaires (2011-2012) Prochaines étapes Conclusion
    • Benyahya, L., A. Daigle, D. Caissie, D. Beveridge et A. St-Hilaire., 2009. Caractérisation du régime naturel du débit des bassins versants de l’Est du Canada. INRS-ETE, rapport R1057, 88 pages.
    • Caissie, D., 2006. River discharge and channel width relationships for New Brunswick rivers. Canadian technical report of fisheries and aquatic sciences/Rapport technique canadien des sciences halieutiques et aquatiques 2637: vi+26 pages.
    • Caissie, D. & S. Robichaud., 2009. Towards a better understanding of the natural flow regimes and streamflow characteristics of rivers of the Maritime Provinces. Canadian technical report of fisheries and aquatic sciences/Rapport technique canadien des sciences halieutiques et aquatiques 2843: viii+53 pages.
    • Cote D, Kehler DG, Bourne C, Wiersma YF. 2009., A new measure of longitudinal connectivity for stream networks. Landscape Ecology 24: 101–113.
    • Tremblay, V., Cossette, C., Dutil, J.-D., Verreault G. et Dumont P., 2011. Évaluation de la franchissabilité amont et aval pour l’anguille aux barrages Rapp. tech. can. sci. halieut. aquat. 2912 : x + 73 p.
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  • Questions