Gestion intégrée et adaptée du barrage North Hatley dans le contexte des changements climatiques

Abstract

Les dernières recherches ont montré que le réchauffement climatique modifie le régime d’écoulement dans les rivières. Il se manifeste entre autres au Québec dans le bassin versant de la rivière Saint-François et en particulier au niveau du lac Massawippi. Le lac alimente la rivière Massawippi et assure l’alimentation en eau des usagers et la survie d’espèces aquatiques et de poissons. Dans ce contexte, le présent projet de recherche vise à établir une stratégie de gestion du barrage North Hatley situé à l’exutoire du lac Massawippi. Cette stratégie est adaptée aux changements climatiques et elle intègre les préoccupations des communautés locales. Un outil d’aide à la décision est mis en place, il pourra impliquer les utilisateurs de l’eau dans le processus de prise de décision. La gestion de barrage implique la détermination du niveau d’eau à garder dans le lac en amont du barrage, ainsi que les débits à évacuer tout en respectant des règles et contraintes de gestion. La méthodologie de travail est basée sur une chaine de modélisation. Le climat projeté (précipitations, températures), est déterminé à partir de modèles régionaux de climat pilotés par des modèles de circulation générale. Ainsi deux ensembles de scénarios climatiques sont utilisées; ClimEx et CORDEX. Les sorties de la modélisation de climat servent d’intrant à la simulation hydrologique, elle-même réalisée à l’aide du modèle hydrologique HYDROTEL. Le modèle fournit les débits dans le bassin versant en climat futur (sur des horizons choisis) et en climat de référence. Le modèle hydrologique est préalablement calé avec les apports reconstitués au lac Massawippi. Les sorties du modèle hydrologique servent comme intrants pour la modélisation de gestion de barrage, réalisée par le modèle HEC-ResSim. Il simule la variation de stock d’eau dans le lac et donne des séries de niveaux d’eau et de débits à évacuer en fonction des apports entrants, tout en respectant le mieux possible les règles et les contraintes de gestion. Les simulations (hydrologique, de gestion) sont réalisées pour le climat de référence, le climat futur et le climat observé pour la validation des modèles. La présente étude nous amène à conclure qu’en climat futur, les niveaux d’eau en amont du barrage vont être augmentés durant l’hiver. La crue printanière va être plus hâtive avec moins d’apports en eau par rapport à la période de référence. De plus, les étiages vont être plus sévères. Aussi, l’ensemble de scénarios ClimEx donne des résultats plus sévères (niveaux plus élevés l’hiver et étiages plus prononcés) que CORDEX. Des scénarios sont proposés pour mitiger l’impact des changements climatiques sur les niveaux d’eau. Les résultats montrent que la gestion est très sensible aux débits minimums évacués et que la diminution de celui-ci permet de maintenir un niveau d’eau plus élevé durant l’été. La diminution de ce débit minimum devra toutefois respecter le débit minimum écologique de la rivière Massawippi, qui n’est pas connu à l’heure actuelle. Les résultats montrent également qu’une gestion dynamique de la vanne durant l’hiver pourrait diminuer les niveaux d’eau élevés. L’ouverture de la vanne est actuellement fixe durant l’hiver, car il est difficile de la manoeuvrer dans les périodes de gels. Ce scénario demanderait donc des modifications à la vanne.