Cartographie des courbesCartographie des courbesde consde consééquencesquences

BV du HautBV du Haut--SaintSaint--FranFranççoisois

Colloque GColloque Gééomatique 2009 omatique 2009

MontrMontrééal, les 21 et 22 octobre 2009al, les 21 et 22 octobre 2009

StStééphane Comtois, analyste en phane Comtois, analyste en ggééomatiqueomatique

Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)Description du projetLogiciels utilisésSecteur à l’étudeInformations recueilliesModélisation hydrodynamiqueCartographie des zones inondées pour différentes élévationsConclusion

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

Agence du ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec, créée en avril 2001 :

210 employés (ingénieurs, professionnels, techniciens, personnel administratif);

Mission : Gérer le régime hydrique du Québec avec une préoccupation de sécurité, d’équité et de développement durable.

Centre dCentre d’’expertise hydrique du Quexpertise hydrique du Quéébec bec (CEHQ)(CEHQ)

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Centre dCentre d’’expertise hydrique du Quexpertise hydrique du Quéébec bec (CEHQ)(CEHQ)

Principaux mandats :

Exploiter les stations hydrométriques publiques du Québec;Exploiter quelque 800 barrages publics;Contribuer à la régularisation des bassins hydrographiques limitrophes du Québec (Saint-Laurent, Grands Lacs et Outaouais);Voir à l’application de la Loi sur la sécurité des barrages qui vise quelque 5 575 barrages du Québec; Fournir un soutien aux municipalités dans la détermination des zones inondables et des moyens de lutte contre les inondations;Assurer la gestion foncière du domaine hydrique de l’État;Fournir en matière d’hydrologie et d’hydraulique l’expertise nécessaire au soutien des activités du Ministère.

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

• La cartographie des courbes de conséquences consiste en la modélisation hydrodynamique et la cartographie du système hydrique d’un bassin versant.

• Le but est de fournir à différents intervenants (sécurité civile, municipalités, gestionnaires d’ouvrages) des outils supplémentaires afin de les appuyer et de les supporter dans leurs différentes tâches.

• Le secteur choisi pour lancer le projet, est le bassin versant du Haut-Saint-François.

Description du ProjetDescription du Projet

Description du ProjetDescription du Projet

Le réseau hydrographique du bassin versant est caractérisépar la présence de deux réservoirs en tête du bassin.

On y trouve également un lac dans le secteur modélisé, ainsi qu’un affluent important.

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

Terrain

Résultats (niveau d’eau) du modèle HEC-RAS

Résultats (niveau d’eau) du modèle HEC-RAS

Cartographie de la zone inondéeCartographie de la zone inondée

Prévision des débits (si disponible)

Prévision des débits (si disponible)

ARC-GIS et HEC-GeoRAS

Relevés terrain(bathymétrie)

Relevés terrain(bathymétrie)

Relevés terrain(niveau d’eau et débit)

Relevés terrain(niveau d’eau et débit)

Survol laser aéroporté ou autre

Survol laser aéroporté ou autre

Modélisation et simulation numérique

Calage du modèle Hec-RasCalage du modèle Hec-RasRéalisation du fichier HEC-RASRéalisation du fichier HEC-RAS

Modèle numérique de terrain aveclaser aéroporté et relevés en rivière

(fichier TIN ou GRID)

Modèle numérique de terrain aveclaser aéroporté et relevés en rivière

(fichier TIN ou GRID)Débits à simulerDébits à simuler

Étude de

zonesinondables(HEC-RAS)

Résultats (niveau d’eau) du modèle HEC-RAS

Résultats (niveau d’eau) du modèle HEC-RAS

Cartographie de la zone inondéeCartographie de la zone inondée

Prévision des débits (si disponible)

Prévision des débits (si disponible)

ARC-GIS et HEC-GeoRAS

Relevés terrain(bathymétrie)

Relevés terrain(bathymétrie)

Relevés terrain(niveau d’eau et débit)

Relevés terrain(niveau d’eau et débit)

Survol laser aéroporté ou autre

Survol laser aéroporté ou autre

Modélisation et simulation numérique

Calage du modèle Hec-RasCalage du modèle Hec-RasRéalisation du fichier HEC-RASRéalisation du fichier HEC-RAS

Modèle numérique de terrain aveclaser aéroporté et relevés en rivière

(fichier TIN ou GRID)

Modèle numérique de terrain aveclaser aéroporté et relevés en rivière

(fichier TIN ou GRID)Débits à simulerDébits à simuler

Étude de

zonesinondables(HEC-RAS)

Hec-RAS

Hec-Geo-RAS

Arc GIS

Les logiciels utilisLes logiciels utilisééss

HEC-RAS est un modèle hydrodynamique à 1-D qui permet de simuler des écoulements en régime non permanent.

Plusieurs données sont requises pour élaborer le modèle :

Logiciels utilisLogiciels utilisééss

Données de terrain permettant d’obtenir la géométrie des rivières à l’étude;

Des conditions à chacune des limites (amont et aval) du système.

0 20 40 60 80 100 12047

48

49

50

51

52

53

54

Riv_des_Anglais_jonction_avec_Noire

Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

Ground

Bank Sta

.085 .05 .085

0 20 40 60 80 100 12047

48

49

50

51

52

53

54

Riv_des_Anglais_jonction_avec_Noire

Station (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

Ground

Bank Sta

.085 .05 .085

• Hec-GeoRAS est une extension conçue pour être utilisée avec ArcGIS et HEC-RAS.

• Permet de réaliser un fichier de données géométriques terrain de la rivière et de les importer dans HEC-RAS.

• Une fois la modélisation hydrodynamique du cours d’eau terminée, les résultats peuvent être réimportés dans ArcGIS àl’aide de HEC-GeoRAS. Cela permet d’obtenir la cartographie des zones inondées à un débit donné.

Logiciels utilisLogiciels utilisééss

• ArcGIS est un ensemble de logiciels SIG réalisé par la sociétéESRI.

Logiciels utilisLogiciels utilisééss

Centre d’expertise hydrique du Québec (CEHQ)Description du projetLogiciels utilisésSecteur à l’étudeInformations recueilliesModélisation hydrodynamique des rivières Saint-François et au SaumonCartographie des zones inondées pour différentes élévationsConclusion

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

Secteur Secteur àà ll’é’étudetude

Barrage aval

Barrage central

Barrage amont

Modèle numérique de terrain(survol laser aéroporté)

Modèle numérique de terrain(survol laser aéroporté +

sections transversales)

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

Informations recueilliesInformations recueillies

Relevés bathymétriques

5 campagnes de mesures de niveaux d’eau

Relevé photographique en période de crue

Survol laser aéroporté sur l’ensemble du secteur

Modèle 1-D HEC-RAS

Variation du niveau d’eau de 1.10 m

Informations recueilliesInformations recueillies

Variation du niveau d’eau de 1.10 m

Informations recueilliesInformations recueillies

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

Pour ce cas, 3 conditions aux limites sont nécessaires.

ModModéélisation hydrodynamiquelisation hydrodynamique

Hydrogramme de débits

Hydrogramme de débits

Hydrogramme de niveaux

Barrage amont

Barrage aval

Description des trois conditions :

ModModéélisationlisation hydrodynamiquehydrodynamique

Conditions amont sur le cours d’eau principal : Débits sortant du barrage influencés par l’ouverture des vannes et du niveau d’eau en amont du barrage.

Condition aval sur le cours d’eau principal : Niveaux d’eau au barrage situé en aval.

Condition amont sur l’affluant : Débit de la rivière provenant d’une station hydrométrique.

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

CartographieCartographie3 élévations d’illustrées :

• 243.90 m

• 244.15 m

• 244.28 m

3 élévations d’illustrées :

• 243.90 m

• 244.15 m

• 244.28 m

CartographieCartographie

Niveau maximum d’exploitation: 248.74 m.

CartographieCartographie

CartographieCartographie

Zone maximale inondée: orangée.

Conditions: QCours d’eau principal : 150 à 200 m³/sQAffluant : 50 à 215 m³/s

CartographieCartographie

Quantité d’eau sur l’étendue de la zone maximale inondée.

CartographieCartographieDans les mêmes conditions :• Cartographie maximale inondée en

rouge;

• Cartographie de la zone inondée par un minimum de 10 cm d’eau;

• Cartographie de la zone inondée par un minimum de 30 cm d’eau.

Description Immeubles recevant de l’eau

Immeubles recevant un minimum de 10 cm d'eau

Immeubles recevant un minimum de 30 cm d'eau

Autres immeubles résidentiels 13 4 3

Logement 15 6 4Chalet 40 21 5

Culturelle, récréative et de loisirs 1 1 1

Production et extraction de ressources naturelles 2 2 2

Immeubles non exploités et étendues d’eau 14 8 5

Total 85 42 20

Tableau comparatif

CartographieCartographie

CartographieCartographie

Si nous analysons les données du tableau précédent :

• il y a 85 propriétés de touchées;• 42 reçoivent un minimum de 10 cm d’eau;• 20 reçoivent plus de 30 cm d’eau.

Les conséquences sont donc élevées pour 20 propriétés.

Description Immeubles recevant de l’eau

Immeubles recevant un minimum de 10 cm d'eau

Immeubles recevant un minimum de 30 cm d'eau

Total 85 42 20

Tableau comparatif

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Plan de la prPlan de la préésentationsentation

• Les courbes de conséquences sont un autre bel exemple de la collaboration entre ingénieurs et géomaticiens.

• À l’origine des courbes de conséquences, nous avions développé le Projet Caterine (CArtographie en TEmps Réel des zones Inondables et des Niveaux d’Eau).

• Maintenant, à partir des prévisions météorologiques, des prévisions de débits et des simulations, nous pouvons produire des cartes des zones inondables.

ConclusionConclusion

Participants au projetParticipants au projetParticipants au projet

• Isabelle Dionne, étudiante en génie des eaux

• Jean Francoeur, ing., M. Sc.

• Stéphane Comtois, analyste en géomatique

Merci !Merci !

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