Fleuve Saint-Laurent :Modélisation intégrée du suivi de la qualité de l'eau du tronçon Tracy: Lac Saint-Pierre: Rapport no 1, vol. 1 - Tome 2: Annexe infographique: Atlas numérique des courants et autre caractéristiques des écoulements en eau libre du tro

Record Number:

94630

Author, Monographic: Leclerc. M

Author Role:

Title, Monographic:

Modélisation intégré du suivi de la qualité de l'eau tronçon Tracy-Lac Saint-Pierre

Translated Title:

Reprint Status:

Edition:

Author, Subsidiary:

Author Role:

Place of Publication:

Québec

Publisher Name:

INRS-Eau, Terre & Environnement

Date of Publication:

1991

Original Publication Date:

N/D

Volume Identification:

Extent of Work:

138

Packaging Method:

pages

Series Editor:

Series Editor Role:

Series Title:

INRS-Eau, Terre & Environnement, rapport de recherche

Series Volume ID:

582

Location/URL:

ISBN:

2-89146-449-4

Notes:

Rapport annuel 1991-1992

Abstract:

Atlas cartographique des courants et couloirs de débit

Numéro demandé par ____ le ____, attribué par ____ le ____.

Date de dépôt aux archives INRS-ETE prévues _____. Date réellement déposée _____

Rapport réalisé pour ____ (organisme, ministère, etc)

Call Number:

R000582

CENTRE SAINT-LAURENT

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-ACTION SArNT-LAURENT

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ttas numéTjque aes courants et autres

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caractéristiques 'es écoufements en eau

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Rapport n-

l, Volume l, Tome 2

Annexe Û!{ographique

FLEUVE SAINT-LAURENT

Atlas

numérique

des courants

et

autra

caractéristiques

des écoulements en eau libre

du tronçon Tracy

-

lac:

Saint-Pien-e

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Pl:AN DAcrÎ~)N'SÀ

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NT:LÀURENT

tQUIPE DE RÉALISATION

CENTRE SAINT-LAURENT Œnyirogpcmept Capada. q!IHO'atioo el Protectiogl

Dti~ scientifique : Lynn Cleary, M.Se., bio.

SptcilÙi$le _{: Isabelle Goulet, B.Se., gtogr.}

INsunrr NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIOUE _ Elu

Directeur de projet

Cbarg~ de projet

Évtncments de ~férence

Numài5ation, SIG et Atlas des courants

Collecte des donn&:s de balIC et mesures sur le lenain

VaificatiollS et corrections

: Michel Leclerc, M.Se., D.mg., ing., profcsseur-chero::heur

; Paul Boudreau, M.Se.-Eau,

mg.

: Bernard Bobte, MSe., D.ing., professeur

: Luc

Peneault, M.Se., staL

: Mm: Crispin, M.Se.A., gtogr. : .Julie Bouchard, stag., gtop. phys.

: Guy Fortin, MSe., gtophys.

: Wanda. Sochanska, B.Sc.., phys. : Jean-François Cantin, B.Sc.., géa eiv. : Khalil Mamouny, 8.&., gm. rural

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ConseillCl' scientifique : Paul Boudreaull, M.Se.-Eau, bio!.

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gtologie)

Chargt de projet : Pi = Bertrand, M.Se., stol.

PRÉAMBULE

Ce rappon rend compte en partie du projet :

FLEUVE SAINT-LAURENT - ModfUsttion mt~m du suivi de la qualitf de l'eau du

tronçop Tracy -lac Samt-PictTe

La liste suivante doJ1lle les titl'eS et nllmttos d'aœruvage des documents qui constituent la sme compl~ des rapports sur ce projet :

RAPPORT 0·1 Volume 1 Tome 1 Tome 2 Volume 2 Volume 3 RAPPORT p·l RAPPORT o· 3

FLEUVE SAINT·LAURENT - Modilisatloo iutfgrie du IUM de la

qualit~ de l'eau du tr<lllfOO Tracy -lac S.mt-PletTe

Modilisation lrydrodynœniqUtl tin écoulewun/S en eau. libre du 1701Ifon ThJ.:y. Ur SDini-Pime

rNR$-Eau,

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R$.317a

Alloue iDfographique : AlllU monirique tin COlUflnlS el autres

Cl1TQclérist!ques tin ~cov1ewunlS en eau libre du tronçon TrOC}' -lac Saim-Pierre

INRS-Eau,

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couJeun:) Caroctirisallon lM la dijfiutvilé tin icoultwunts du tro1lÇon Trocy _ lac Saint·Pierre par uns ch rhodamiM et télUittctlon tIIroportü INRS-Eau, n' aS-318

.. PANACHE: Up ~Ie n~qllC de propagation de sol~ pour l'mxie de la contamination par des ~ets' ponctUels ' Application au lac Saint-PietreJI

(sous presse)

DtVELOPPEMENT ET VALIDATION ANALYTIQUE D'UN

MODtLE LAGRANGIEN DE SIMULATION DES PANACHES

D'EFFLUENTS ET DE TRIBUTAIREs

INRS-Eau, o· RS-321

LOGICIEL PANACHE: MANUEL DE L'UTlLISATEUR

RÉSUME

Le but de la modélisation est d'apporter une meilleure: connaissance de l'hydrodynamique du

domaine Il ]'~, soit le tronçon Tracy - lac Saint-Pierre. Elle vise également Il fownir les

renseignements nb;;es:saires sur le fonctionnement du logiciel PANACHE (logiciel de propagation

de contaminants dans l'eau) utilisé pour l'étude de la contamination du lac Saint-Pierre.

Les résultats hydrodynamiques présentés dans cet Atlas sont issus du modtle

HYDREA

U.

Ce

dernier utilise un modêle numérique bidimensionnel int~gré sur la verticale. Il utilise la méthode

des ~lbnents finis.

Le domaine modélisé est complexe. Les cinq déversoirs qui s'y trouvent ainsi que les rivières

Richelieu, Yamaska, Saint-François et Nicolet ont ét~ pris en consilUratiolL L'influence des

macrophytes (plantes aquatiques) sur ]' écoulement a été aussi considérU. dans le ~le en tenant

compte de leur cycle de croissance.

Quatre évl!:nements observés sur le terrain et documentés ont servi li la calibration et Il la

validation du modtle (se référer au premier volume du rapport nO 1 portant sur la modélisalion

Inlégne du SI/Iv; de la qlUllilé de l'eau du Irançon Tracy _ lac SojnJ-Pie"t).

Une procédure basée sur les tableaux de fréquence a été utilisée poUl" choisir les évl!:nements de

référence simulés qui représentent environ 50 % des siruations pouvant se produire au printemps

et en été sur le tronçon étudi~ (l'atlas ne pro!!;ente que les résultats de l'~té). Les simulations constituent une bonne banque de résultats hydrodynamiques qui caractérisent le tronÇOn Tracy _

lac Saint-Pierre en tenant compte de l'influence de certains facteurs sur l'écoulement, tels la

présence ou non du vent, les différents débits du fleuve et des tributaires et les macrophytes ..

PRÉSE"iAT

IQN

L'Atlas numérique des courants est une annexe infographique du premier volume du rapport n' 1

por1ant sur la modélisation int~grü dlJ SUivi de la qllDlilé dc l'cOlI dIIlronçon TraC)! _ lac Saint_

Pierre. Ce dernier rend compte de toute l'activité de modélisation hydrodynamique du tronçon.

Rbli.si! dans le cadre du Plan d'action Saint-Laurent, le projet dans son ensemble vise à fournir un éclairage physique i!labori!

sur

la probléuutique de la qualité de l'eau du tronçon. Les objectifs spécifiques de ce projet sonl :

acqumr une connaissance di!taîllée de l'bydrodynamique du tronçon en tenant compte des facteurs physiques dominants;

di!terminer, i partir de valeurs observées, la variabiliti! spécifique et(ou) simultanée des facteurs qui di!terminent les koulemCnlS

au

printemps et

en

éli!, et proposer, il l'aide d'une mi!thode de calcul des probabilités appropriée, les événemcnts dt référence les plus

repJtsentatifs et les plus significatifs pour l'analyse de la contamination;

implanter, calibrer el valider un modèle numérique des cournnts (modèle HYDREAU);

simuler des i!vénements proposes et pro;lu~ des donn6es de base

sur

le tronçon sous la

fonne de vitesses de courants, de couloin de débits et de diffusiviti!s;

produire un Atlas numérique des courants compatible avec le SySlême d'information géographique (SIG) SPANsr"'.

[. 'Atlas numwquc des courants comprend les données de base nécessaires au fonctionnement du modèle HYDREAU ainsi qu'une partie des résultats des simulations hydrodynamiques, soit celles réa.lisœs pour la saison estivale.

Le domaine i!tudié inclut deux ZDIlCS qui se distin&uent par leun.caractéristiques et par l'échelle des pMnomènes ob~ : celle du delta de Sorel et celle du lac Saint. Pierre. Chaque mne a i!ti! cartographiée à une écllelle qui permet de mieu;.: visualiser les phénomènes i!lUdiés dans ]' Atlas.

[.'Atlas pr~te d'abord le maillage, le sub$trat, les plantes aquatiques, la bathymi!trie, la profoDdeur et, en second lieu, les couloin de débit (fonction courant) et le module de vitesse des courants, qui comprend les di!bits et les vitessesobtet1us pour chaque i!vénement. Les couloirs de débit et les vitesses de courant oot i!té tn.oés pour tous les i!vénements mod~lisês qui correspondent il la période estivale. La carte des profoodeun a ~t~ produite pour un seul i!vblement

Les bornes, ou limites, des eouloin de di!bit ont ~t~ choisies pour mcttre en ~vidence l'espa.ce occupé par chacun des tributaires (Rîcllelicu, Yamaska et Saint-François). En dellors des tributaires, les bornes ont i!t~ détenninœs de façon arbitraire pour diviser le dl!bit restant en intervalles i!gaux.

Les cartes des variables qui nécessitaient une inlClpOlation ont été produites avec la fonction d'interpolation lintaire du systtme SPANsn', mise au point par lntera TYDAC suivant nos spécificatioll$. Cene fonction utilise le maillage qui a servi aux simulations hydrodynamiques. Tous les résultats hydrodynamiques peuvent ~gaIement

tue

visuali.si!s sous la forme de graphiques

à l'aide du logiciel PANACHE.

À l'exception des i!vénemet1ts qui reprisentent les campagnes de tenain, toutes les planehes des couloin de dl!bit et des modules de la vitesse du courant ont i!t~ classées par ordre a1phabi!tique selon le nom de la simulation hydrodynamique qui a servi à les tracer. [.a même séqucnee de présentation a i!té employée pour chaque évmement hydrodynamique; couloin de ~bit du delta de Sorel, couloin de di!bit du lac Saint-Pierre, module de la vitesse des courants du delta de Sorel

et enfin module de la vitesse des courants du Ilc Sainl-Pierre.

Les noms des i!vénements hydrodynamiques sont &blis à l'aide d'un code de cinq champs indiquant les caracti!ristiques de la simulation.

Le code est constitué de la façon suivante;

NNN-M-N-M

"0

N : un caractm nwnériquc;

A : un œracthe alphabétique.

Les champs désignent respectivement le débit du neuve, ceux des rivières Ricllelieu, Yamaska

et Saint-François (classe unique pour rep~oler simultanément ces deux demi~res). l'état des macrophytes et la valeur du vent Par exemple, I07·MM-9·VN indique que la simulation a i!té

effectuée avec les valeW""S suivantes:

107; Dtbit du Saint-Laurent; 10 700 m'Is

M Dtbit du Richelieu; moyen

M : Dtbit de la Yrunaska et de la Saint-François: moyen

9 Croissante des macropbytes : 90 % de la croissance maximale [c(I)-<l,9) VN : Vitesse du vent; vent nlli ou faible

Les pmodes ~I aux divel'S ~ de croissarx:e des macrophytes sont dl!r1llÎeJ au tableau 1. Le tableau 2 praenle les codes utîli~ potIf chacune des classes simulées. Les valeurs

eonespoodant aux eodeJ utîliXs poUl' nommer les tvmemmlS hydrodynamiques sont di!:r1llÎes au

tableau 3.

Tableau 1 Df.finltlon .Ioblle du cMfficÎeDt de l'éta' de croissance 1:(') des mal:ropbyta

au lac Saint·Pierft

Croissance

maximale CMmdcnt 1:(1)

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(V.) ulllbo! Période corrapnndaute ijou ... }

ttlt Jatenl 0,0 2

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au 31 mai 91

0-20 0,1 1-au 15 juin el 22 au 29 seplembre 24

21 • 80 0,5 16 juin au 15 juillet el 1- au 21 septembre SI

81·100 09 16juillelau31aoUt 47

RewuuqlU. _ Dans 1. p«:sente ~udc,la p61O<k: printanière a ~~ d~r1llÎe comme s'~endant du 2

mars jusqu'au 31 mai, et la p610de estivale, comme allant du 1- juin jusqu'au 30 septembre.

Tableau 2 Codincallon utilisée pour dblpfr les événements Champ ·1 ·2 NNN Débit Salut·Launal Saint·Launut el Ric:belieu A Débit Ric:helieu .] A Dfbit V.mu"'· Saint-FJ1Iaçou •• N Macropbyles ·S M Vent Codn 092

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km1h 5.-0. l21,61on1h N.-E.' 21,6 kmIh N.·O.' 21,6 kmIh

Tlb~u 3 Valea ... des varilbles qui JeI'W1It l d~fiuir ks évbemeull bydrodynamiques de riri.-.,na Variable Débit Sai.nt·Laurut (m"I) Dfbit Richelieu (m"I) Débit Vamas'" (m"I) Débit Salnt.Frauçois (m'/I) 1Mb]! Nicolet (m"I) Vitesse du veat (kmIh) Macropbytes Flible Mo,m Fon Flible

Mo""

_Fon Faible Moyen

Fon

Fllible Moyen Fon Nulle ou faible Moycrmel fone NORD-EST SUl>OOEST NORD-OUEST Mbimum Mo>,,"

"'""'=

Valeur timulée -Période esûnle 9240 10700 12 1\00

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DE

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ATLAS NUMtRlQUE

DES

COURANTS

Données de bue

· Maillage CD ~1~nl5 rmis • rf&ion du delta de ~I · Mailla,ge CD ~lbnents finis • !iglon du lac Saiot·PiCTT'C · M~le de substnt diJCn!tix • rigion du delta de ~l

· Modtle de substnlt di.JcrétiX . rigion du lac Saint·PiCTT'C

· Distribution des plantes aquatiques lItCigtlltltla surface • rigion du lac Saint·PiCTT'C · Distribution des plantes aquatiques de sous-âlge . rq;ion du lac Saint·Pierre · Disaibution des plantes aquatiques de (ond . rtgion du lac Saint·Pierre

· Bathym~e -!iglon du delUl de ~l

· Bathym~e • !iglon du lac Saint·PiCTTC

· Profondeur totale· !igion du delta de Sorel

· Profondeur totale· !iglon du lac Saint·Pierre

· Campagne INRS-eau de juillet 1990 : Couloirs de dl!bit du delta de Sorel · Campqroe rNRS-eau de juillet

l

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:

Couloirs de di!bit du lac Saint·PiCTTC

· Campqroe INRS-eau de juillet

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:

Module de la vitesse des c.ouranlS du delta de Sorel

· Campqroe INRS-eau de juillet 1990: Module de la vitesse des oourants du lac Saint·PierTe

· Campagne INRS-eau de noYmlbre 1990 : eo;...oirs de dl!;bit du delta de Sorel

· Campagne INRS-eau de novembre

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:

Couloirs de ~bit du lac Saint·Pierre

· Campagne INRS-au de novembre 1990 : Module de la vitesse des courants du delta de Sorel

· Campagne fNRS.cau de novembre

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:

MoŒJe de la vitesse des IXIUf8lIlS du lac Sainl'PiCTTC

Couloin de dEbit et modula de la viteue

Il)' a toujours quatre planebes par ~l Elles IODI disposées dans l'ordn suivant: couloirs de ~bit du delta de Sorel, couloirs de ~bit du lac Saint·Pierre, module de il vitesse des eounmts du delta de ~l, module de la vitesse des courants du lac Saint·Pierre. Pour le ca.lcu1 des

probabilila de r6curTencc des tvmemenlS, se ~férr:r au Tome 1 du Volume 1. tviucment 092MP5S0 092MP5VN 092PGIVN 092PG9VN 092PMIVN 092PP1VN 092PPSVN 092PJ>9SO 092PP9VN i07MGiVN 107MM9S0 107MM9VN 107MPSVN 107MP9VN 107PPIVN 107PP5VN l20GGlSO l20GGIVN l20GGSNE l2OGGSNO I2OGG5S0 12OC05VN 120GG9VN 120GMlVN l2OGMSSO 120GMSVN 120MG9VN 120MM9VN Probabilit' d'occanaa da ivtocmeau, observ& (%) lur la

p4:riode eortUpoadaat .Ii r".t de croisPau da muropllytes

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15,43 ',64 1,83 1,83 5)0

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5,56 3,98 4,89 6,00 4,33 Prob.biLit' d'occunaCl da tdaemul$, obnrv& (%) sur toute il p4:riode (213 joun)

1,02 0,80 0,55 0,30 0,76 0,48

1,09

1,79 2,54 0,28 1,12 l,57 0,80 l,OS 0,42 1)1 1,73 0,97 0,44 0,44

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NOTES ET

R~FtRENCES

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-PolalTO!léloo R.ch;"d$OOu ... t l'~

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