Première analyse des composantes des écoulements souterrains du bassin versant de la Somme en période de crues

De
Etude du fonctionnement hydraulique du bassin de la Somme et du comportement des eaux souterraines lors des crues observées au printemps 2001. Sont ainsi détaillées notamment l'hydrogéologie de la région, l'occupation des sols et l'activité agricole, les densités de drainage, la cote piézométrique permettant d'établir la carte des directions d'écoulement et l'hydrochimie. Des propositions sont faites en matière d'équipement du bassin, en vue de la création d'outils de suivi et de simulation de l'ensemble des écoulements.
Publié le : dimanche 1 juillet 2001
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Source : http://www.ladocumentationfrancaise.fr/rapports-publics/014000630-premiere-analyse-des-composantes-des-ecoulements-souterrains-du-bassin-versant-de-la
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Première analyse des composantes des écoulements souterrains du bassin versant de la Somme en période de crues
juillet 2001 BRGM/RP-51030-FR
Première analyse des composantes des écoulements souterrains du bassin versant de la Somme en période de crues
V. Mardhel, Ph. Negrel, T. Pointet
juillet 2001 BRGM/RP-51030-FR
Ecoulements souterrains du bassin versant de la Somme en périod
e de crues
Mots clés : SOMME, Inondations, Eau souterraine, Eau superficielle, Relation Nappe Rivière
En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante :
Mardhel V., Negrel Ph., Pointet T. (2001) - Première analyse des composantes des écoulements souterrains du bassin versant de la Somme en période de crues. BRGM/RC-51030-RP ? X p., 26 fig., 1 tabl.
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Ecoulements souterrains du bassin versant de la Somme en période de crues
Synthèse
Lbass le dansées em ,S mo ealnid 00 2psemntri pautiaf tno ,1bo svres seeurcc re sisseatniîart eelr lô emiportant que pouvneiaoj t reu seluxeaou srrteneai appar conditions se trouvaient réunies, à savoir un contexte géologique et des conditions climatiques particulières pendant l’hiver et le printemps.
Dans le cadre de la mission d’enquête conduite par M. C. Lefrou qui a été mise en place, le BRGM a fourni des éléments permettant de caractériser le comportement des nappes au vu des dispositifs d’observation existants, bien que ceux-ci ne fussent pas à priori dédiés à la surveillance des hautes eaux et des risques induits. L’exploitation de ces données et des données disponibles sur l’occupation du sol et l’activité agricole ont été remises à la Commission d’enquête. Des analyses chimiques et isotopiques ont été exploitées depuis. C’est l’ensemble de ces éléments qui constitue le présent rapport.
Il apparaît que le fonctionnement hydraulique du bassin doit beaucoup au comportement des aquifères de la craie qui occupent le volume de terrain des plateaux, de la surface du sol jusqu’à environ 200 m de profondeur. Ces aquifères sont particulièrement puissants, réactifs, l’infiltration y est prépondérante ce qui contribue à grossir la masse d’eau stockée pendant la période hivernale. Le mode de vidange est particulier avec un effet lent et semble-t-il un effet rapide, la coïncidence des deux conduisant à la situation de crise.
Le travail conduit à des propositions en matière d’équipement du bassin, en vue du suivi sur les années à venir, en distinguant les zones à comportement lent, désignées pour un suivi permanent, et les zones à réactions rapides qui devront faire l’objet d’une attention particulière en périodes de fortes pluies.
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Ecoulements souterrains du bassin versant de la Somme en période de crues
Sommaire
1. Introduction................................................................................................................. 7
2. Informations collectées à ce jour............................................................................... 9
3. Analyse descriptive des données recueillies............................................................ 10
3.1. Hydrogéologie..........................................................................................................10
3.2. Occupation du sol....................................................................................................11
3.3. Densités de drainage ................................................................................................ 11
3.4. La piézométrie en situation moyenne ...................................................................... 11
3.5. Carte des directions d'écoulement............................................................................ 11
3.6. Carte du recouvrement ............................................................................................. 12
3.7. Les gradients ............................................................................................................ 12
3.8. Hydrochimie............................................................................................................12
3.8.1. Mode opératoire ............................................................................................ 12
3.8.2. Interprétation des analyses ............................................................................ 13
3.9. Approche comparée des données relatives aux eaux superficielles et souterraines.........................................................................................................14
3.10. Zonage de la recharge observée sur la période de juin 2000 à avril 2001 ............. 16
3.11. Contribution de la zone non saturée.......................................................................16
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4. Recommandations et conclusions............................................................................ 18
4.1. Zones contributives .................................................................................................. 18
4.2. Estimation des débits ............................................................................................... 19
4.3. Déroulement possible des actions ............................................................................ 21
Liste des illustrations
Carte 1 - Département de la Somme, altimérie et hydrographie. Carte 2 - Occupation des terres (source de données Corine LandCover IFEN). Carte 3 - Hydrographie (source : BD CARTHAGE). Carte 4 - Localisation des points inventoriés en BSS au 01/05/2001. Carte 4bis -: Localisation des sources inventoriées en BSS au 01/05/2001. Carte 5 - Localisation des points de suivi quantitatif des eaux souterraines et superficielles. Carte 6 - Entités hydrogéologiques - Référentiel version 1. Carte 7 - Piézométrie Basses Eaux. Carte 8 - Direction d'écoulement des eaux souterraine déduites de la carte piézométrique en situation moyenne. Carte 9 - Epaisseur du recouvrement de la nappe. Carte 10 - Gradient hydraulique des eaux souterraines déduit de la carte piézométrique en situation moyenne. Carte 11 - Gradients piézométriques des eaux souterraines déduits de la carte piézométrique en situation moyenne. Carte 12 - Réseau de drainage des eaux superficielles (BD Carthage), densité de drainage. Carte 13 - Localisation des stations de jaugeage de l'Avre (fonds : topographie/courbes  isopiézes). Carte 14 - Localisation de la station de jaugeage de la Selle (fonds : topographie/courbes isopiézes). Carte 15 - Localisation de la station de jaugeage de l'Allue (fonds : topographie/courbes isopiézes).
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Carte 16 - Localisation de la station de jaugeage de la Nièvre (fonds : topographie/courbes isopiézes). Carte 17 - Estimation des niveaux piézométriques : 63 points de référence - interpolation simple. Carte 18 - Evolution de la piézométrie par rapport aux basses eaux établies à la fin du mois de septembre 2000. Fig. 19 - L'Avre (station de jaugeage de Moreuil et de l'Echelle Saint-Aurin). Fig. 20 - La Selle (station de jaugeage de Plachy-Buyon). Fig. 21 - L'Hallue (station de jaugeage de Blavencourt). Fig. 22 - La Nièvre (station de jaugeage de l'Etoile).
Fig. 23 -Fig. 24 -Fig. 25 -Fig. 26 -
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Amplitude des variations observées (1994-05/2001). Relations nappes-rivières : sources et mélange. Relations nappes-rivières : origine des eaux. Relations nappes-rivières : apports naturels, apports anthropiques.
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1. Introduction
e substratum du département de la Somme est principalement crayeux dans le Lsecteur d’étude. La craie y constitue le principal réservoir aquifère dont le mur est formé par des niveaux argilo-marneux. La nappe est libre et fluctue en fonction de la recharge naturelle de l'aquifère. Cette recharge est assurée principalement par les pluies efficaces d'hiver et d'automne qui interviennent lorsque le couvert végétal est réduit.
Les exutoires naturels visibles de ces nappes sont constitués par les sources alimentant les cours d'eau. Il s'agit de sources dites de dépressions qui apparaissent lorsque la surface de la nappe est recoupée par le relief. Elles se concentrent dans les vallées du secteur de l'étude. Des échanges entre la nappe de la craie et les eaux de surface, par mode « per ascensum », constituent des exutoires invisibles tout au long de l’année.
Dans le département de la Somme, le ruissellement hivernal, hors périodes exceptionnelles, demeure faible (20 % environ), 80 % du débit moyen des cours d'eau est assuré par la contribution des eaux souterraines. Hors circonstances exceptionnelles toujours, les crues des cours d'eau devancent en moyenne d'un mois les hautes eaux des nappes que l’on observe vers la fin du mois de mai.
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2. Informations collectées à ce jour
- Fonds cartographiques du SIG, altimétrie issue du modèle numérique de terrain au pas de 5 mètrescarte n° 1).
- Occupation des terres : fond cartographique Corine LandCover (carte n° 2).
- Réseau hydrographique du département de la Somme : BD-CARTHAGE (carte n° 3) et localisation des points de prélèvement d'eau qui ont donné lieu à des analyses chimiques et isotopiques.
- Ouvrages recensés en Banque des données du Sous-Sol (BSS) : parmi 7 471 points recensés en banque de données du sous-sol, 2 339 points mentionnent un niveau statique des eaux pour une date donnée (carte n° 4) et sources inventoriéescarte n° 4bis).
- Mesures saisonnières sur les points des réseaux quantitatifs de suivi des eaux souterraines carte n° 5.
- Inventaire des données piézométriques disponibles(tabl. 1).
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3. Analyse descriptive des données recueillies
3.1. HYDROGÉOLOGIE
On aura recours aux données du référentiel hydrogéologique national conçu dans le cadre du RNDE (Réseau national des données sur l’eau (carte n° 6)
Les entités hydrogéologiques (cartes 6 à 6-i) (au sens référentiel hydrogéologique national établi en 2000) sur le territoire de la Somme, sont présentées dans le tableau suivant. Il s'agit d'aquifères mono-couche. Trois entités principales se distinguent :
- 004 a,b,c,d, 005 c,d, en rive droite de la Somme,
- 007a, pour le plateau du Santerre,
- 008 a et b, en rive gauche de la Somme.
Code Nom Nature Type Définition ONTHIEU/SUD 004aDEP (fiche)L'AoconfMtiyseSchoubiLEIHTUpacte ertué nstiformdes a uqètem eocfirèrayeusesations ctna  uus'sténeadllva déeded a  l.ei'l ehtuA 004b PONTHIEU/NORD Li uifère constitué des formations crayeuses (fiche)D'ABBEVILLEcabprtei fetMonocouchesSityustéèesm ea u anqord d'Abbeville. (f0i0c4hec)PAOOUMNIEETSNTHIOEISU /NORDLcibarpeti fetMonocoucheSystème  anqourifdè-roeu ecsto nds'tAitmuié de.s formations crayeuses situées au ens (f0i0c4hde)PAOMNIETNHIOEISU /NORDLcibaprtei fetMonocouchesSiytsutéèems ea u anqourifdè rd'e Acmoinesntsi teuté  à dl'eosu efsotr dmea lt'iAonnsc rec.rayeuses 005c CAM Système aquifère con (fiche)DE BABPREASUISM/ESUDLciabprtei fetMonocouchelsai tuTéoertsi laleu. sud de Bapasutimtue,é  ednetrse  fl'oArnmcartei,o nlas  Scoramyemues eets ons crayeuses 005dCAMBRESIS/ESTLibre etsSityustéèesm e enatqrue ifèPréer ocnonne,s titSuaéi ntd-eQs uefontrimn,a tila Somme, la (fiche) DE PERONNE captif Monocouche Tortille et le Canal de Saint-Quentin. Système aquifère constitué des formations crayeuses 007a SANTERRE/ Libre et formant le plateau du même nom entre la Somme et (fiche) SANTERRE OUEST captif Monocouche l'Avre et s'étendant pour partie dans le Bassin Seine-Normandie. Système aquifère constitué (f0i0c8hae)PICARDIE/VIMEUMonocouchesc'oétmenprdiasnets  ene nptarret iel edsa nrsi vlie èrBeasds essiS no fSomerimmneae t-iNeotno rs mBcrarenasdlyieeesu seets . Système aquifère constitué des formations crayeuses 008bPICARDIE/ SUDMocouchesvéanlloé-et udroe nli'eAnvnrees  ets its'uééteesn daaun t seund  padr'tAiem ideannss  leet  Bdaes slina (fiche) AMIENOIS no Seine-Normandie. Domaine constitué des formations sablo-argileuses, (f5i0c3hed)EEMTNA TLRRAQE  UBLEA'IANETUDETERHIREE/Libre etonochelbdoaeci aellsae  pmledan'itnA egu rtcahôivetei lèeruee ste dsu,  edMte  adreq ltuaee rnrtaeiSrnrose m dsmiâtegu,e é eqs ucaeotnnettrrenen aalirenset  captif M ouc SOMME essentiell ment pe superficielle libre. e une nap
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