continuité écologique qualité de l'eau surveillance
Études
Ressources en eau et milieux aquatiques
TSM 6 - Page(s) 25-37

Propositions de métriques hydrologiques pertinentes pour les suivis écologiques des cours d’eau 

Proposals of relevant hydrological metrics for ecological monitoring in rivers

Résumé

La directive cadre européenne sur l’eau (2000) fixe l’atteinte du bon état écologique dans toutes les masses d’eau, à court et moyen termes. Ce bon état est établi par des indices biologiques basés sur les êtres vivants aquatiques. Les conditions hydrologiques sont l’une des caractéristiques physiques importantes de ces écosystèmes, d’autant plus dans le contexte actuel de changement climatique qui pourrait provoquer des phénomènes extrêmes plus marqués. Si l’influence de l’hydrologie est connue sur les êtres vivants des rivières, la recherche d’indicateurs spécifiques est limitée. Notre objectif est de proposer des métriques caractérisant les conditions de basses eaux et de hautes eaux, ainsi que la variabilité hydrologique. Nous avons ainsi retenu finalement six métriques caractérisant le régime hydrologique d’une station hydrométrique donnée et permettant de préciser la situation hydrologique à la fois dans l’année qui précède un prélèvement biologique et dans les jours immédiatement avant son échantillonnage, afin de vérifier si celui-ci a été réalisé en conditions hydrologiques stables. Un travail statistique, réalisé sur des données de 2007 à 2013, a permis également de les discrétiser en trois classes d’intensité : faible, moyen et fort. Ces métriques sont robustes, indépendantes des conditions géographiques et géologiques, mais semblent bien correspondre au contexte climatique. Nous nous sommes heurtés à la non-concordance des réseaux publics français, hors outre-mer, de suivis de la qualité des eaux (Réseau de contrôle de surveillance) et des débits (BD Hydro) : ces métriques sont calculables pour seulement 57 % des stations biologiques. Ce travail est une étape préliminaire à notre objectif de confronter les métriques retenues aux résultats des indices biologiques en utilisant une méthode de fouille de données, que nous avons élaborée et déjà testée sur des altérations physico-chimiques.

Abstract

The European Water Framework Directive (2000) sets the achievement of good ecological status in all water bodies in the short and medium terms. This good status is established by biological indices based on aquatic living beings. Hydrological conditions are one of the important physical characteristics of these ecosystems, especially in the current actual context of global change, which could induce more extreme phenomena. Although the influence of hydrology on river living beings is known, the search for specific indicators is limited. Our goal is to propose metrics that are characteristic of low-water and highwater conditions, as well as hydrological variability. Finally, we have thus selected 6 metrics to characterize the hydrological regime of a given hydrometric station or to specify the hydrological situation during biological sampling. Statistical analysis, carried out on data from 2007 to 2013, has also made it possible to discretise them into 3 intensity classes: low, medium and high. These metrics are robust, independent of geographical and geological conditions, and seem to correspond well to the climatic context. We had to manage the non-concordance of the French public water quality and hydrological monitoring networks: these metrics can be calculated for only 57% of the biological stations. This work is a preliminary step towards our objective of comparing the selected metrics with the biological indices thanks to a data mining method that we have implemented and already tested on physico-chemical alterations.

Mots clés : Indices biologiques, Données de qualité, Métriques hydrologiques, Réseaux de surveillances
Keywords : Biological indices, data quality, Hydrological metrics, Monitoring networks, European Water Framework Directive

1,7 AgroParisTech – CIRAD – CNRS – INRAE – Université de Montpellier – TETIS UMR 9000 – Montpellier

2,5,6,8 Université de Strasbourg – CNRS –ENGEES – ICube UMR 7357 – Strasbourg

3, 4,8 ENGEES – Strasbourg

8 Université de Strasbourg, CNRS, LIVE UMR 7362 – Strasbourg

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