Ecohydrologie urbaine et changement climatique

Pascal Breil,Didier Orange,Abdoulaye Faty

doi:10.5194/piahs-384-331-2021

Abstract

Abstract. Due to global change, cities of the future will have to deal with more intense runoff and longer drought sequences, in addition to a growing urban and peri-urban population. French Mediterranean cities, such as Toulon, are already densely urbanised and exposed to the effects of global warming. The adaptation of their infrastructures is problematic. Cities with high development potential, such as Dakar, offer the opportunity to imagine other solutions for the management of water resources and its extremes in the context of global change. In particular, it is a question of managing the flows of water and substances linked to intense runoff events according to an ecohydrological logic that makes it possible to reduce environmental risks and increase social and economic benefits. To do this, we use a hydrologically-based geomatics model (IRIP) that produces predictive maps of areas of generation, transfer and accumulation of intense runoff and associated nutrients. This allows us to target effective intervention areas to reduce risks and increase water resources, for example by simulating land use change in appropriate locations and at the same time stimulating specific biological processes. The fundamental principle of ecohydrology is to balance energy flows with biological metabolic flows at the sub-catchment scale. The mapping of intense runoff processes is a first step illustrated in this article for the cities of Toulon and Dakar. This first step is part of the Dakar'2030 project, which aims to rethink urban development and adapt it to climate change.

Highlights

Pour le groupe d’experts méditerranéens sur le changement climatique et environnemental (Cramer et al, 2019), la région méditerranéenne présente une augmentation de sa température annuelle moyenne supérieure (+1, 5 ◦C) à celle observée au niveau mondial (+1, 1 ◦C)
Le modèle IRIP utilise 3 données de base : le modèle numérique de terrain (MNT) qui permet d’extraire le plan de drainage des écoulements de surface, mais aussi les mise en vitesse et les ralentissements selon les courbures topographiques concaves ou convexes ; l’occupation du sol dont les caractéristiques sont traduites en facteurs favorables ou non au ruissellement, en particulier les couverts imperméables ; et les caractéristiques pédologiques comme la texture, la densité apparente, dont sont dérivées des propriétés hydrodynamiques, la battance et l’érodibilité des sols
Ces positions amont des aléas forts de ruissellement intense sont des facteurs de risque pour les habitations situées juste en aval

Summary

Introduction

Pour le groupe d’experts méditerranéens sur le changement climatique et environnemental (Cramer et al, 2019), la région méditerranéenne présente une augmentation de sa température annuelle moyenne supérieure (+1, 5 ◦C) à celle observée au niveau mondial (+1, 1 ◦C). Si l’on souhaite réguler ces flux à l’échelle d’un bassin versant pour limiter les effets décrits du changement climatique, et promouvoir les services écosystémiques, il est nécessaire de représenter les circulations d’eau, en particulier lors des conditions de pluies intenses pour deux raisons : (I) localiser les pertes en sol, les destructions de cultures et d’in-. Les processus d’érosion des sols par l’effet des sécheresses comme des pluies intenses sont de nature à créer de nombreux dysfonctionnements des réseaux d’assainissement unitaires et d’eau pluviales. Une stratégie de gestion alternative au tout tuyau pour les zones urbaines semble dès lors s’imposer pour gérer au mieux les flux d’eau, de sédiment et de substances transportés par le ruissellement. Les zones périurbaines sont donc stratégiques pour réguler les flux de ruissellement dans une logique écohydrologique qui permet de réduire les risques et d’accroitre les bénéfices. Cette étude explore la faisabilité d’une telle gestion dans un cas d’urbanisation très dense comme à Toulon (France), et dans le cas d’une ville à fort potentiel de développement, comme à Dakar (Sénégal)

Méthode

Les couches d’information en entrée du modèle IRIP

La péninsule de Dakar

Le bassin versant de la baie de Toulon

Perspectives