Apport des jaugeages ponctuels à la reconstitution de chroniques de débits moyens journaliers par simulation pluie-débit : l'exemple du bassin Rhin-Meuse

Using point flow measurements for guided reconstruction of daily streamflow time series through continuous flow simulation: a regional case study on the Rhine-Meuse district

¹ Université de Lorraine (EA LOTERR) - Île du Saulcy BP 30309 57006 Metz cedex 1, France
gilles.drogue@univ-lorraine.fr
² DREAL Lorraine - Rue Claude Chappe BP 95038 57071 Metz, France
philippe.battaglia@developpement-durable.gouv.fr
³ Agence de l'Eau Rhin-Meuse - Rue du ruisseau Rozérieulles BP 30019 57161 Moulins Lès Metz, France
celine.conan@eau-rhin-meuse.fr

Résumé

L'exploitation rétrospective des données physico-chimiques de qualité des eaux courantes requiert la connaissance du contexte hydrologique (chroniques de débits) dans lequel s'effectue le prélèvement d'eau. Cette information hydrologique n'est pas toujours connue au point de prélèvement ou de façon seulement discrète (débits ponctuels). Cet article présente les résultats d'une analyse comparative de méthodes de calcul des débits des cours d'eau par simulation pluie-débit applicables au droit des stations du réseau de contrôle de surveillance (RCS) gérées par l'Agence de l'Eau Rhin-Meuse. L'étude repose sur un réseau de mesure hydrométrique relativement dense et un patrimoine de données hydrologiques couvrant la période 1990-2009. Les résultats de l'étude montrent que la disponibilité d'une information hydrométrique ponctuelle même parcimonieuse au point de prélèvement, permet d'améliorer significativement la reconstitution des chroniques de débits journaliers et la définition du voisinage hydrologique utilisé lors de leur reconstitution. Tout suivi physico-chimique des eaux courantes devrait donc être doublé d'un suivi hydrométrique minimal, indépendant du suivi physico-chimique de manière à couvrir toute la gamme de débits de la rivière et permettant de reconstituer par modélisation hydrologique une chronique de débits aux points des réseaux RCS dépourvus de cette information à caractère opérationnel ou patrimonial.

Abstract

Insufficient hydrological knowledge hampers the reanalysis of river quality measurements. For most of the pollution-control sites monitored by the French Water Agency, streamflow data are generally missing or are available only as few point gauging records. This paper presents a comparative study of methods of daily streamflow time series reconstruction based on rainfall-runoff modeling. Their performance is evaluated through data running from 1990 to 2009 over a rather dense streamflow monitoring network. Results show that a small number of point gauging measurements may help to significantly improve the reconstruction of daily streamflow data series for almost ungauged sites. Point gauging records are also useful to define the optimal neighborhood used during the regionalization process. At-site monitoring of chemical and physical status of surface water should additionally include a series of flow measurements well-distributed in time, especially in regions where hydrological data are scarce.