Réduction des transferts de crues dans les bassins versants agricoles fortement drainés : état des connaissances et des recherches
Résumé
Les effets du drainage par tuyaux enterrés à l'échelle de la parcelle, peuvent pour des crues assez fréquentes (d'une période de retour de 1 à 5 ans), combiner une infiltration dans le sol renforcée et une réduction du ruissellement, si celui-ci était intense avant la mise en place du drainage. Ceci tend à réduire l'intensité des débits issus de la parcelle. Toutefois, le réseau d'émissaires est susceptible, par ses dimensions augmentées pour recevoir les eaux des collecteurs enterrés, d'accentuer le transfert de la crue vers l'aval. Ce transfert peut être ralenti en favorisant le débordement dans des zones peu vulnérables, aménagées avec des sections en travers réduites, sous un pont par exemple. Cet article présente les conséquences de l'application à l'assainissement agricole, de ce principe notamment développé pour les rivières sous l'appellation de ralentissement dynamique. Le transfert des crues sur un petit bassin versant agricole de quelques kilomètres carrés a été modélisé à partir des résultats expérimentaux sur le bassin de l'Orgeval (Seine-et-Marne). À partir d'un modèle hydraulique reposant sur les équations de Saint-Venant, des zones supplémentaires de stockage temporaire ont été simulées et testées pour différentes crues. La multiplication des ouvrages apporte une amélioration dans la rétention des crues, jusqu'à une certaine limite. La répartition du stockage permet une meilleure efficacité du volume retenu, par rapport à un réservoir unique. En outre, des ouvrages doubles associant des buses de diamètres différents permettent de contrôler une plus grande gamme de périodes de retour. Ces mesures ont une conséquence qui peut se révéler tant bénéfique que négative au niveau des rejets de drainage : on peut observer une limitation des débits de pointe dans les réseaux enterrés, mais les performances du drainage peuvent s'en trouver diminuées. L'article se termine sur la présentation d`un modèle physique construit récemment, qui commence à apporter des informations précieuses pour l'explication des phénomènes d'interaction entre le fossé et le rejet de drainage et pour le dimensionnement correct des ouvrages de ralentissement des crues. / During most common rainfall events (one to five years return period), subsurface drainage increases the soil infiltration capacity. Consequently field-scale peakflow rates are generally lower than were surface runoff peakflow rates before drainage construction. However flood routing may be enhanced by arterial drainage ditches, often over-sized due to collector drain depths. This enhancement could be mitigated by letting the network overflow in its less critical zones, which could be achieved through reduced cross sections such as road crossovers. This solution applied to rivers is referred to as dynamic flood control. This paper presents some consequences of this principle applied to an arterial drainage network and brings design hints. In order to describe flow transfer through a small agricultural catchment (a few sq. km), a hydraulic model based on Saint-Venant equations was applied to an experimental catchment (Orgeval experimental catchment, Seine-et-Marne). The model was used to test additional storage places with a same mitigation objective. Adding reduced cross sections brought a gain in flood storage capacity until an upper number. Dispatched storage places appeared also more efficient than a single reservoir located downstream. Associated culverts, with two different diameters, also appear to control a larger range of events than a single reduced cross section. As a counterpart to these flood control measures, a complex modification is induced at subsurface drainage outlets. An additional peakflow rate mitigation within collector drains networks can be observed, but it means a reduced efficiency for field subsurface drainage. This paper presents a recently built physical model which begins to give results, and will help to explain this interaction, and to design flood mitigation measures with a better adequacy.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
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