Relation entre l'ordre des bassins versants, l'organisation spatiale et le fonctionnement hydrologique et hydrochimique des zones humides riveraines - l'unam - université nantes angers le mans Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Relations between the catchment order, the spatial pattern of riparian wetlands and their hydrological and hydrochemical processes

Relation entre l'ordre des bassins versants, l'organisation spatiale et le fonctionnement hydrologique et hydrochimique des zones humides riveraines

Résumé

The management of riparian wetlands at a large catchment scale requires knowledge about spatial structure of their buffer effect. The objective of this work was to assess the buffer effect change on nitrate export in streamwater within catchments according to the stream order. The hypotheses were an increase of this buffer effect with the stream order due to changes in geomorphologic and landscape structures, to riparian wetlands–streamwater interactions during runoff within the river system, and change of hydrologic processes in riparian wetlands. Three approaches were developed to check these hypotheses within the Scorff Basin (Morbihan, France). First, the hydrologic and biogeochemical dynamics of two riparian wetlands were compared using boreholes and hydraulic head sensors. Then, a study of topographic and hydrological factors controlling the extension of riparian wetlands allowed us to validate, on the whole Basin, the change of hydrological dynamic observed at the local scale. Finally, a statistical study was performed with a hydrochemical survey at sub-catchments scale to quantify the influence of the order on this buffer effect. A change of hydrologic and biogeochemical processes between both riparian wetlands was observed and in line with the geomorphologic gradient according to the stream order. Seasonality and intensity of the buffer effect and influence of stream level on the groundwater dynamic in riparian wetlands evolves between the two sites. The increase of the stream influence for a high order, confirmed by the second study, generates an increase of the riparian wetlands area. The hydrochemical survey at the sub-catchments outlets showed an increase of this buffer effect of the riparian wetland for high orders and in period of low water level. This influence of the order is explained by an evolution of geomorphologic structure and a strong buffer effect during runoff within the river system.
La prise en compte des zones humides pour la gestion de la ressource en eau nécessite une connaissance sur l'organisation spatiale du rôle tampon de ces zones humides dans les bassins versants. L'objectif de la thèse est d'évaluer l'évolution du rôle tampon des zones humides riveraines sur les flux et teneurs en nitrate en fonction de l'ordre des cours d'eau et de la saisonnalité des écoulements. Nous posons l'hypothèse d'une augmentation de ce rôle tampon avec l'augmentation de l'ordre qui est liée à une évolution géomorphologique et paysagère des sous-bassins, aux interactions entre le cours d'eau et la zone humide riveraine lors du transfert des flux au sein du réseau hydrographique, et à un changement de fonctionnement hydrologique des zones humides. Trois approches ont été développées pour vérifier ces hypothèses au sein du bassin versant du Scorff (Morbihan). Tout d'abord, nous comparons le fonctionnement hydrologique et hydrochimique de deux zones humides riveraines, au niveau de l'ordre 2 et de l'ordre 5 du bassin, équipées de piézomètres et de capteurs de pression de nappe. Ensuite, une étude des facteurs topographiques et hydrologiques contrôlant l'extension des zones humides riveraines permet de valider sur l'ensemble du bassin le changement de fonctionnement hydrologique des zones humides observé à l'échelle locale. Enfin, une étude statistique est réalisée à partir d'un suivi des teneurs en solutés à l'exutoire de sous-bassins d'ordre différents pour quantifier l'influence de l'ordre sur le rôle tampon des zones humides riveraines. Un changement du fonctionnement hydrologique et hydrochimique entre les deux zones humides riveraines est observé et s'inscrit dans un gradient géomorphologique et pédologique en fonction de l'ordre. La saisonnalité, l'intensité du rôle tampon et l'influence du cours d'eau sur la dynamique de la nappe dans la zone humide évoluent entre ces deux sites. L'augmentation d'une influence du cours d'eau pour un ordre élevé, confirmée par la seconde approche, provoque une augmentation de l'extension des zones humides. Le suivi hydrochimique à l'exutoire des sous-bassins montre une augmentation du rôle tampon des zones humides riveraines pour des ordres élevés et en période d'étiage. Un modèle empirique est proposé. Cette influence de l'ordre est expliquée par une évolution géomorphologique et une influence importante de l'effet tampon lors du transfert des flux au sein du réseau hydrographique.
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Dates et versions

tel-00567081 , version 1 (18-02-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00567081 , version 1

Citer

Olivier Montreuil. Relation entre l'ordre des bassins versants, l'organisation spatiale et le fonctionnement hydrologique et hydrochimique des zones humides riveraines. Hydrologie. Agrocampus - Ecole nationale supérieure d'agronomie de rennes, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00567081⟩
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