Jaugeage par radar mobile, protocole et résultats

La technique de mesure des vitesses de surface par radar mobile séduit les équipes d'hydrométrie du fait de sa rapidité et de la simplicité de sa mise en œuvre pour des jaugeages en crue. Les radars mobiles viennent ainsi compléter la flotte d'instruments déjà disponible dans les équipes. L'intérêt de ces radars et de cette technique est de pouvoir explorer le champ de vitesse de surface sans contact avec la rivière. Le calcul du débit à partir de ces mesures partielles nécessite des mesures complémentaires, notamment de bathymétrie et de hauteur d'eau. L'évaluation du coefficient de vitesse est aussi un point important. Cette technique est particulièrement bien adaptée aux mesures en crue. Cette étude présente le protocole de mesure proposé par Irstea pour le jaugeage par radar mobile, qui propose notamment une solution de déploiement pour les cas où la hauteur d'eau varie très rapidement dans le cours d'eau. Des cas d'application sur des sites variés sont présentés notamment lorsque la technique par radar a été testée et comparée avec d'autres méthodes. Les résultats sont très encourageants

Jaugeage par radar mobile. Protocole et résultats

Mobile radar gauging, field procedure and results. The non-contact surface velocity measurement using SVR (Surface Velocity Radar) can be used to measure river discharge during floods. This method convinces hydrometry services because it is quick and simple to apply. The SVR is a complimentary instrument to add to the field panoply, especially for flood measurements. For computing discharge from surface velocities, additional measurements (bathymetry, velocity profiles, water level) are needed, and a velocity coefficient has to be estimated for each site. Mean velocity and surface velocity are linked through this coefficient. This study explains the field procedure suggested by Irstea (National Research Institute of Science and Technology for Environment and Agriculture) for gauging streams with a SVR system, with a two-way procedure to improve the discharge measurement accuracy during fast flood with fast water level variations. Some application results are presented in different rivers, with a comparison between the radar method and other conventional discharge measurements. The quality of the results is very encouraging.La technique de mesure des vitesses de surface par radar mobile séduit les équipes d'hydrométrie du fait de sa rapidité et de la simplicité de sa mise en oeuvre pour des jaugeages en crue. Les radars mobiles viennent ainsi compléter la flotte d'instruments déjà disponible dans les équipes. L'intérêt de ces radars et de cette technique est de pouvoir explorer le champ de vitesse de surface sans contact avec la rivière. Le calcul du débit à partir de ces mesures partielles nécessite des mesures complémentaires, notamment de bathymétrie et de hauteur d'eau. L'évaluation du coefficient de vitesse est aussi un point important. Cette technique est particulièrement bien adaptée aux mesures en crue. Cette étude présente le protocole de mesure proposé par Irstea pour le jaugeage par radar mobile, qui propose notamment une solution de déploiement pour les cas où la hauteur d’eau varie très rapidement dans le cours d’eau. Des cas d'application sur des sites variés sont présentés notamment lorsque la technique par radar a été testée et comparée avec d'autres méthodes. Les résultats sont très encourageants.Dramais Guillaume, Le Coz Jérôme, Le Boursicaud Raphaël, Hauet Alexandre, Lagouy Mickaël. Jaugeage par radar mobile. Protocole et résultats. In: 35es journées de l’hydraulique de la Société Hydrotechnique de France. Hydrométrie 2013. Paris, 15-16 mai 2013. 2013

Estimation of sand suspension in a secondary channel of an alpine river

In this paper, we present some first attempt to measure graded suspension of sands in an alpine river. It is a real challenge to measure gradedsuspensions of sands in such dynamic rivers. Specific measurements of the graded suspension in the middle of a secondary channel were attempted using a sampler that allows simultaneous sampling at three different elevations (5 cm, 10 cm, and 20 cm) above the bed. Very large concentrations (up to C = 40 g/l) of fine sediments in suspension were measured during a dam reservoir flushing event. It included large amounts of sand (from 10 to 60% of the measured concentration). A substantial graded suspension of sand was measured even for relatively low velocities. Sand fluxes estimates for varying bed shear stresses during the event are discussed. In particular, based on the measured bed shear stress, a semi-empirical formula developed for sand suspension is applied to test its ability to predict sand flux in alpine rivers. The sensibility of such formula to the grain size is very high whereas large uncertainties exist in the measurement (d50 varies from 0.1 to 0.3 mm depending on the sample), which makes its application difficult at the moment

Estimation of sand suspension in a secondary channel of an alpine river

In this paper, we present some first attempt to measure graded suspension of sands in an alpine river. It is a real challenge to measure gradedsuspensions of sands in such dynamic rivers. Specific measurements of the graded suspension in the middle of a secondary channel were attempted using a sampler that allows simultaneous sampling at three different elevations (5 cm, 10 cm, and 20 cm) above the bed. Very large concentrations (up to C = 40 g/l) of fine sediments in suspension were measured during a dam reservoir flushing event. It included large amounts of sand (from 10 to 60% of the measured concentration). A substantial graded suspension of sand was measured even for relatively low velocities. Sand fluxes estimates for varying bed shear stresses during the event are discussed. In particular, based on the measured bed shear stress, a semi-empirical formula developed for sand suspension is applied to test its ability to predict sand flux in alpine rivers. The sensibility of such formula to the grain size is very high whereas large uncertainties exist in the measurement (d50 varies from 0.1 to 0.3 mm depending on the sample), which makes its application difficult at the moment

Comparison of standardized methods for suspended solid concentration measurements in river samples

SSC (Suspended Solid Concentration) measurements in rivers are a complex scientific issue. Many questions arise on the spatial and temporal distribution of particles throughout a cross-section, on the properties of particles and grain-size, and also on the sediment transport capacity of streams and rivers. In this study, we focused on the SSC and grain size distribution measured from river samples, automatically or manually acquired. Many agencies suggested slightly different methods for measuring SSC: The European standard NF EN 872, which related to the US EPA 160.2 requires sub-sampling using shake-and-pour aliquot selection. The APHA 2540D requires sub-sampling by pipetting at middepth in the original sample shaken with a magnetic stirrer. These methods lead to significant uncertainty when particles larger than 63 μm are present in the samples. The ASTM D3977 analysis method, endorsed by the USGS is more accurate to capture and quantify particles larger than 63 μm. In this study we confirm the sub-sampling problem in a large concentration range using a set of samples from an alpine river

Comparison of standardized methods for suspended solid concentration measurements in river samples

SSC (Suspended Solid Concentration) measurements in rivers are a complex scientific issue. Many questions arise on the spatial and temporal distribution of particles throughout a cross-section, on the properties of particles and grain-size, and also on the sediment transport capacity of streams and rivers. In this study, we focused on the SSC and grain size distribution measured from river samples, automatically or manually acquired. Many agencies suggested slightly different methods for measuring SSC: The European standard NF EN 872, which related to the US EPA 160.2 requires sub-sampling using shake-and-pour aliquot selection. The APHA 2540D requires sub-sampling by pipetting at middepth in the original sample shaken with a magnetic stirrer. These methods lead to significant uncertainty when particles larger than 63 μm are present in the samples. The ASTM D3977 analysis method, endorsed by the USGS is more accurate to capture and quantify particles larger than 63 μm. In this study we confirm the sub-sampling problem in a large concentration range using a set of samples from an alpine river

Ecological assessment of combined sewer overflow management practices through the analysis of benthic and hyporheic sediment bacterial assemblages from an intermittent stream

International audienceCombined sewer overflows (CSO) are used to avoid overloading unitary sewers and wastewater treatment plants. Following the European Council Directive on Urban Wastewater Treatment (UWT), CSO discharges are regulated using guidelines that aim to reduce their ecological impact on aquatic systems. A model CSO, which is part of a long-term experimental field observatory, was modified according to these guidelines and used to evaluate the benefits of compliance through analyses of the bacteriological and chemical states of the receiving intermittent stream. The benthic and hyporheic sediments of similar geomorphic units located upstream and downstream of a monitored CSO outlet were compared before and after changes in CSO regimes. Hydrological, pollutants (Metal Trace Elements, MTE; Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAH; fecal indicator bacteria, FIB), and tpm-based DNA meta-barcoding datasets resolving the occurrences of >700 bacterial species of nearly 200 genera were studied. The frequency of overflow was confirmed to have significantly decreased following the application of the UWT guidelines. Overflows became almost limited to periods of heavy summer thunderstorm events. These changes were not associated with a significant decrease in most of the surveyed MTE, PAH, and FIB among stream sediments, except for chromium. Ecological benefits were highlighted by significant changes in tpm-based meta-barcoding community patterns between the UWT compliant sampling period and the previous one. Bacterial community change point analyses confirmed this segregation in the meta-barcoding dataset according to hydrological indices such as the number of CSO events and discharged volumes. A significant decline in CSO bacterial taxa in the benthic and hyporheic sediments was observed. Thirty-four CSO indicator species were identified, including Aeromonas caviae, Aeromonas media, and Pseudomonas oleovorans. These indicators, often documented as opportunistic pathogens (to humans, animals or plants) and/or pollutant degraders, were proposed as ecological sentinels for the assessment of CSO impacts

Le projet Base de Données pour les Observatoires en Hydrologie: un outil pour la bancarisation, la gestion et la mise à disposition des données issues des observatoires hydrologiques de long terme à Irstea

Database for hydrological observatories: a tool for storage, management and access of data produced by the long-term hydrological observatories of Irstea. The long-term environmental observatories produce a great quantity of data. These data must be stored, managed properly and accessible to our research partners. The BDOH project aims at developing a database tool for the data produced by Irstea''s hydrological observatories. It should allow real-time visualization and download of data, data upload and download as text files with various formats and options for time step interpolation, automatic calculation of derived data using transformation laws, easy browsing through a user-friendly cartographic interface. This project involves 4 research teams/ units at Irstea along with the Pôle Informatique Scientifique which is in charge of application development. A pre-version of BDOH is currently being tested.Les observatoires de long terme en environnement permettent d'acquérir une grande quantité de données. Se posent alors les questions de leur bancarisation, leur gestion par les équipes productrices, et leur mise à disposition sur Internet. Le projet BDOH (base de données pour les observatoires en hydrologie) vise à développer pour cela un outil performant, pour les données issues des observatoires hydrologiques d'Irstea. BDOH permet notamment : la visualisation graphique et le téléchargement en temps réel des chroniques, l'import et export de données sous forme de fichiers texte à différents formats avec possibilité d'interpolation du pas de temps, le calcul automatique de données indirectes via des lois de transformation de type courbes de tarage, la gestion de plusieurs niveaux d'utilisateurs avec des accès et droits différenciés, une interface cartographique conviviale. Le projet implique 4 équipes / unités de recherche d'Irstea associées au pôle Informatique Scientifique de la Direction des systèmes d'information, qui assure le développement informatique. Une pré-version est actuellement en cours de test.Branger Flora, Thollet Fabien, Crochemore Maxime, Poisbeau Mathieu, Raidelet Nicolas, Farissier Pierre, Lagouy Mickaël, Dramais Guillaume, Le Coz Jérôme, Guérin Alain, Tallec Gaëlle, Peschard Julien, Mathys Nicolle, Klotz Sébastien, Tolsa Mathieu. Le projet Base de Données pour les Observatoires en Hydrologie: un outil pour la bancarisation, la gestion et la mise à disposition des données issues des observatoires hydrologiques de long terme à Irstea. In: 35es journées de l’hydraulique de la Société Hydrotechnique de France. Hydrométrie 2013. Paris, 15-16 mai 2013. 2013

Le projet base de données pour les observatoires en hydrologie : un outil pour la bancarisation, la gestion et la mise à disposition des données issues des observatoires hydrologiques de long terme à Irstea

Les observatoires de long terme en environnement permettent d'acquérir une grande quantité de données. Se posent alors les questions de leur bancarisation, leur gestion par les équipes productrices, et leur mise à disposition sur Internet. Le projet BDOH (base de données pour les observatoires en hydrologie) vise à développer pour cela un outil performant, pour les données issues des observatoires hydrologiques d'Irstea. BDOH permet notamment : la visualisation graphique et le téléchargement en temps réel des chroniques, l'import et export de données sous forme de fichiers texte à différents formats avec possibilité d'interpolation du pas de temps, le calcul automatique de données indirectes via des lois de transformation de type courbes de tarage, la gestion de plusieurs niveaux d'utilisateurs avec des accès et droits différenciés, une interface cartographique conviviale. Le projet implique 4 équipes / unités de recherche d'Irstea associées au pôle Informatique Scientifique de la Direction des systèmes d'information, qui assure le développement informatique. Une pré-version est actuellement en cours de test