Impact du changement climatique sur la ressource en eau
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Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 1. Introduction Problématique : Caractériser une éventuelle variabilité du climat en LanguedocRoussillon et son impact sur les hydrosystèmes de la région. Plan : - Caractériser l’évolution du régime pluviométrique en région Languedoc-Roussillon. - Impact de cette évolution du climat sur les hydrosystèmes de la région à travers un exemple : la source karstique des Fontanilles BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon 2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon 2.2 Méthodologie 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.4 Analyse et Interprétations 2.5 Synthèse et conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon 2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon 2.2 Méthodologie 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.4 Analyse et Interprétations 2.5 Synthèse et conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon Saint-André-De-Valborgne Saint-Pons-De-Thomières Meyrueis Port-La-Nouvelle Ispagnac Quillian Malon & Elze Narbonne Nîmes Montpellier Valcébollère 1895-2002 1916-2002 1917-2002 1923-2002 1917-1995 1928-2002 1941-2002 1933-1994 1945-2002 1946-2002 1950-2002 1046 m, 900 mm 803 m, 1710 mm 706 m, 950 mm 450 m, 1220 mm 332 m, 1110 mm 282 m, 840 mm 59 m, 740 mm 45 m, 760 mm 13 m, 580 mm 5m, 470 mm 40 km BRGM / Hydrosciences Montpellier 1420 m, 840 mm Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon 2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon 2.2 Méthodologie 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.4 Analyse et Interprétations 2.5 Synthèse et conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.2 Méthodologie Données : Cumuls mensuels des précipitations Analyse statistique 1- Au pas de temps annuel 2- Découpage saisonnier classique Printemps : mars, avril, mai Été : juin, juillet, août Automne : septembre, octobre, novembre Hiver : décembre, janvier, février 3- Autre découpage des chroniques de précipitations Janvier à mai Juin à août Septembre à décembre à l'exception de la station Valcébollère : Janvier, février, mars Avril à décembre BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon 2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon 2.2 Méthodologie 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.4 Analyse et Interprétations 2.5 Synthèse et conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.3.1 Test de corrélation sur le rang BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.3.2 Statistique U de Buishand BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.3.3 Ellipse de Bois BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.3.4 Test de Pettitt BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.3.5 Procédure de segmentation de Hubert BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon 2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon 2.2 Méthodologie 2.3 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.4 Analyse et Interprétations 2.5 Synthèse et conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations La bordure méditerranéenne : Port-La-Nouvelle Narbonne Montpellier Nîmes 40 km BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations La bordure méditerranéenne : ---------- Chroniques----Pluies Déc. à --------------------------annuelles fév. Stations PORT LA NOUVELLE NARBONNE MONTPELLIER NIMES 1975 + 49% - - - Janv. à mai 1973 (Pettitt) 1975 1976 (Hubert) + 65% + 60% - - - BRGM / Hydrosciences Montpellier 1976 + 35% - - Mars à Juin à Sept. à Sept. à mai août nov. déc. 1983 - - - - 1971 + 30% 1969 + 40% - - (6 années pluvieuses en fin de chronique) - - Conclusion générale Augmentation des pluies annuelles principalement en hiver Tendance à l'accroissement des précipitations en hiver et été demandant à être confirmée à l'avenir - - - Aucune évolution significative n'est détectée dans cette série - Aucune évolution significative n'est détectée dans cette série Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations L'arrière pays méditerranéen : Quillian Saint-Pons-De-Thomières Meyrueis Saint-André-De-Valborgne Ispagnac Malon & Elze 40 km BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations L'arrière pays méditerranéen : MEYRUEIS Résultats MALON & ELZE Résultats Pluies annuelles - Pluies annuelles - Déc. à fév. - Déc. à fév. - Janv. à mai - Janv. à mai - Mars à mai - Mars à mai - Juin à août - Juin à août - Sept. à nov. - Sept. à nov. - Sept. à déc. - Sept. à déc. - Pas d'évolution du régime pluviométrique BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations L'arrière pays méditerranéen : SAINT PONS DE THOMIERES Rupture Segmentation Pluies annuelles 1916-1927 (860 mm) 1928-1941 (1379 mm) 1942-2001 (1097 mm) QUILLIAN Pluies annuelles Rupture 1958 Janv. à mai Mars à mai Juin à août Sept. à nov. Sept. à déc. - - - - - - - - - - - - Déc. à Janv. à mai fév. 1967 1928-1942 (883 mm) Segmentation 1943-1958 (673 mm) 1959-2001 (887 mm) - Evolution de la moyenne - - Déc. à fév. Mars à mai 1967 1928-1942 (~250 mm) 1926-1967 1943-1956 ( ~150 mm) 1968-2001 1957-2001 (~250 mm) + 30% - Juin à Sept. à Sept. août nov. à déc. - - - - - - - Alternance séquences sèche/humide, n'entre pas en contradiction avec une stationnarité de la série BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations L'arrière pays méditerranéen : SAINT ANDRE DE VALBORGNE Rupture Segmentation Evolution de la moyenne Pluies annuelles 1950 Déc. à fév. Janv. à mai Mars à mai Juin à août 1953 1953 1926 1951 1896-1914 (1017 mm) 1897-1953 1915-1925 (535 mm) (251 mm) 1896-1953 1896-1924 1926-1943 (1296 mm) 1957-1979 (400 mm) (210 mm) 1944-1952 (887 mm) (495 mm) 1954-2001 1925-2001 1953-1977 (1552 mm) 1980-2001 (615 mm) (335 mm) 1978-1992 (1237 mm) (347 mm) 1993-2001 (1611 mm) 1896-1951 (122 mm) 1952-2001 (191 mm) + 70% (R=1953) + 50% Accroissement + 50% + 60 % Sept. à Sept. à déc. nov. 1950 (Pettitt) 1925 1925 (Hubert) 1896-1925 (319 mm) 1926-2001 (481 mm) 1896-1923 (418 mm) 1924-1992 (590 mm) 1993-2001 (864 mm) + 50% + 50% (R=1925) (R=1925) Tendance à l'accroissement des précipitations manifeste sur l'ensemble des chroniques, plus accentuée en hiver, rupture dans les années 50 (1925 2nde rupture moins marquée) BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations L'arrière pays méditerranéen : ISPAGNAC Rupture Pluies annuelles 1950 Segmentation 1917-1950 (743 mm) 1951-1994 (1024 mm) Evolution de la moyenne + 40% Déc. à fév. Janv. à mai Mars à mai Juin à août 1949 1955 1955 1918-1927 (85 mm) 1928-1965 1917-1955 1917-1955 (205 mm) (311 mm) (211 mm) 1966-1979 1956-1994 1956-1994 (329 mm) (432 mm) (273 mm) 1980-1994 (215 mm) + 65% (R= 1949) + 40% + 30% 1953 Sept. à nov. 1957 Sept. à déc. 1948 1917-1953 (139 mm) 1954-1994 (206 mm) 1917-1933 (292 mm) 1934-1948 (162 mm) 1949-1994 (303 mm) 1917-1948 (292 mm) 1949-1994 (400 mm) + 50% = + 40% Alternance de séquences humide/sèche, accroissement des précipitations, rupture dans les années 50. BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.4 Analyse et Interprétations Domaine pyrénéen : VALCEBOLLERE Pluies annuelles Rupture 1958 Segmentation 1951-1957 (564 mm) 1958-2001 (889 mm) Evolution de la moyenne + 60% Déc. à Juin à Sept. à Janv. à Mars à mai Avril à déc. fév. août nov. mars = = = = = 1959 1951-1955 (92 mm) 1951-1957 (473 mm) = = = = 1956-2000 1958-2001 (750 mm) (214 mm) = + 130% = = = Séquence peu pluvieuse en début de chronique, pas d'évolution significative du régime pluviométrique de cette station BRGM / Hydrosciences Montpellier + 60 % Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques de précipitations de stations situées en Languedoc-Roussillon 2.1 Sélection de 11 stations en Languedoc-Roussillon 2.2 Tests statistiques de détection de rupture dans une série 2.3 Méthodologie 2.4 Analyse et Interprétations 2.5 Synthèse et conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 2. Analyse de longues chroniques 2.5 Synthèse et Conclusion Pas d'évolution significative des précipitations Tendance à l'accroissement - Pas de synthèse régionale --Tendance Quelques Pas d'évolution àstations l'accroissement présentent des significative précipitations des dans similitudes parfois le régime - Nouvelle hypothèse de dans leur régime sur les préférentiellement pluviométrique travail : données journalières pluviométrique saisons d'hiver ou d'automne (Nombre de jours de pluie, nature des averses, fréquence des évènements extrêmes, etc) 40 km BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia 3.3 Scénarios climatiques proposés 3.4 Résultats et interprétations 3.5 Conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia 3.3 Scénarios climatiques proposés 3.4 Résultats et interprétations 3.5 Conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles 3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation - Aquifère karstique - Type unaire - Surface de la zone d'alimentation de l'ordre de 18 km² BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia 3.3 Scénarios climatiques proposés 3.4 Résultats et interprétations 3.5 Conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat S u r fac e a c tiv e d u b a s si n ve r sa n t P L U IE ET P SOL 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia modèle Global A Réservoirs des Débits et des NIveaux des Aquifères R U IP E R H a u te ur ru is s e ll e m e nt T H G : Te m ps de 1/ 2 p e rc o la ti on P e rc ol a t io n R e c ha r ge de la n a pp e E c o ul e m e n t l e nt V id a n g e d e l a n a p pe T G : Te m ps de 1/ 2 t ari sse m e nt P A R A M E T R E S D E M O D EL IS A T IO N E c o ul e m e n t t ot a l BRGM / Hydrosciences Montpellier R ui sse ll e me n t-P e rco la ti on E c o ul e m e n t ra p id e ZONE SAT UREE 3 réservoirs : - Réservoir sol - Réservoir de la zone nonsaturée - Réservoir de la zone noyée 4 paramètres : - RUMAX - RUIPER - TG - THG P l ui e Effi c a c e ZONE NON SATUREE R U M A X D é fi ci t m a xi m al du sol D EB IT du c ou rs d 'e a u D O N N E ES D 'E N TR EE Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3. 2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia 3 m /s Débit simulé avec Gardénia Débit mesuré aux Fontanilles 10 Coefficient de Nash = 0.910 Rumax = 48 mm Ruiper = 19 mm THG = 1.6 mois TG = 3.3 mois Surf. BV = 17,52 km² 8 6 4 2 0 01/1997 BRGM / Hydrosciences Montpellier 01/1998 01/1999 01/2000 01/2001 Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia 3.3 Scénarios climatiques proposés 3.4 Résultats et interprétations 3.5 Conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3.3 Scénarios climatiques proposés Modifications des chroniques (pluie et ETP) observées L'évapotranspiration Hypothèse H1 : + 5% ETP journalière Hypothèse H2 : +10% ETP journalière La pluie Influence des pluies hivernales : Scénario 1A : +10 % sur les pluies de décembre à février Scénario 1B : +20 % sur les pluies de décembre à février Influence des pluies estivales : Scénario 2A : -5 % sur les pluies de juin à août Scénario 2B : -10 % sur les pluies de juin à août Scénario 2C : pas de pluies de juin à août Scénario 2D : pas de pluies de juin à octobre BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia 3.3 Scénarios climatiques proposés 3.4 Résultats et interprétations 3.5 Conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles 3.4 Résultats et interprétations 3.4.1 Influence de l'ETP 3 100 (m /s) Débit Simulation des débits sous l'hypothèse climatique H1 Simulation des débits sous l'hypothèse climatique H2 Simulation des débits à partir des données de pluie et d'ETP 10 1 0.1 0.01 1990 1991 1992 1993 BRGM / Hydrosciences Montpellier 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles 3.4 Résultats et interprétations 3.4.2 Influence des précipitations hivernales 100 3 Débit (m /s) Simulation des débits sous l'hypothèse climatique 1B Simulation des débits sous l'hypothèse climatique 1A Simulation des débits à partir des données de pluie et d'ETP 10 1 0.1 0.01 1990 1991 1992 1993 BRGM / Hydrosciences Montpellier 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles 3.4 Résultats et interprétations 3.4.3 Influence des pluies estivales Débit 100 (m3/s) Débits simulés sous l'hypothèse 2B Débits simulés sous l'hypothèse 2A Débits simulés sous l'hypothèse 2C Débits simulés sous l'hypothèse 2D 10 Simulation des débits à partir des données de pluie et d'ETP 1 0.1 0.01 1990 1991 1992 1993 BRGM / Hydrosciences Montpellier 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles à une évolution du climat 3.1 L’hydrosystème karstique des Fontanilles : Présentation 3.2 Modélisation de l ’hydrosystème : Gardénia 3.3 Scénarios climatiques proposés 3.4 Résultats et interprétations 3.5 Conclusion BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 3. Sensibilité de la source karstique des Fontanilles 3.5 Conclusion - Des pluies estivales qui ne contribuent pas à la recharge - Système karstique : écoulements rapides et un système qui se recharge annuellement Peu sensible aux modifications climatiques considérées - Possibilité d'un effet bénéfique sur la ressource BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 4. Conclusion Évolution du climat en LRO : 1) un accroissement des précipitations en hiver, 2) un durcissement des sécheresses estivales, 3) pas de modification particulière des cumuls annuels pluviométriques. Caractérisation du régime pluviométrique en Languedoc-Roussillon : - pas d'évolution du régime pluviométrique en LRO, - des tendances identifiées allant dans le sens des hypothèses proposées BRGM / Hydrosciences Montpellier Impact du changement climatique sur la ressource en eau en région Languedoc-Roussillon Chrystelle Auterives 4. Conclusion Analyse de sensibilité de l'hydrosystème karstique des Fontanilles : - des écoulements rapides, - un système qui se recharge annuellement, Faible susceptibilité apparente de l'hydrosystème Valoriser ce type d'aquifère dans l'exploitation de la ressource en eau Perspectives - Considérer d'autres aquifères karstiques pour confirmer la faible susceptibilité de ce type d'hydrosystème - Reproduire cette étude sur d'autres types d'aquifères (socle ou poreux) BRGM / Hydrosciences Montpellier
