1. Ecological flows: the role of hydraulic habitat models within an integrated framework
- Author
-
Laurence Tissot, V. Girard, Nicolas Lamouroux, P. Sagnes, Eric Sauquet, Hervé Capra, O. Prost, Y. Le Coarer, L. Navarro, Bénédicte Augeard, Philippe Baran, V. Gouraud, RiverLy (UR Riverly), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Risques, Ecosystèmes, Vulnérabilité, Environnement, Résilience (RECOVER), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Aix Marseille Université (AMU), Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Office national de l'eau et des milieux aquatiques (ONEMA), Ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie, Etudes et COnseils en Gestion de l'Environnement Aquatique - ECOGEA (FRANCE), Hydrobiologie (UR HYAX), Asconit consultants (FRANCE), Laboratoire National d’Hydraulique et Environnement (EDF R&D LNHE), EDF R&D (EDF R&D), EDF (EDF)-EDF (EDF), Agence de l'eau Rhône Méditérranée Corse, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), ECOGEA (FRANCE), EDF (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut national de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture - IRSTEA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Agence de l'eau Rhône Méditerranée Corse (FRANCE), Office national de l'eau et des milieux aquatiques - ONEMA (FRANCE), Hydrobiologie - HYAX (Aix-en-Provence, France), Laboratoire National d'Hydraulique et d'Environnement - LNHE (Chatou, France), Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse - IMFT (Toulouse, France), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
- Subjects
0106 biological sciences ,DEBIT RESERVE ,Hydroélectricité ,DEBIT DE COURS D'EAU ,Mécanique des fluides ,microhabitat ,hydraulics ,0207 environmental engineering ,Débit réservé ,02 engineering and technology ,Aquatic Science ,01 natural sciences ,water abstraction ,Débits environnementaux ,habitats ,river flow ,ENERGIE HYDROELECTRIQUE ,HYDRAULIQUE ,14. Life underwater ,environmental flows ,[SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology ,020701 environmental engineering ,HABITAT ,Ecology, Evolution, Behavior and Systematics ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Water Science and Technology ,hydroelectricity ,hydroelectric power ,010604 marine biology & hydrobiology ,Prélèvements d'eau ,15. Life on land ,instream flows ,6. Clean water ,13. Climate action ,[SDE]Environmental Sciences ,Microhabitat ,ecology ,ECOLOGIE - Abstract
National audience; Two complementary technical approaches are used worldwide to guide the definition of e-flows, at the scale of stream reaches and/or stream catchments. Hydrological approaches are based on the description of the alteration of many components of the flow regime; they rely on the (difficult) identification of relationships between flow alteration and biological alteration. Hydraulic-habitat approaches essentially deal with low to medium flow rates. They combine hydraulic models of reaches with biological models in order to translate some hydrological changes into habitat changes for aquatic organisms. They sometimes provided convincing predictions of the biological effects of low flow changes. These two approaches do not directly provide e-flow values. Here, we formalize a technical framework for defining e-flows, based on the comparison of management scenarios and an improved combination of hydrological and habitat approaches. Four steps are involved: (1) the description of the natural and current hydrological contexts, current water uses and management scenarios; (2) the description of the ecological context; (3) the identification of appropriate metrics (based on hydrology or habitat) to describe the effects of scenarios (changes in water uses and ecological effects); (4) the comparison of scenarios. Applying this framework requires expertise, well defined objectives shared by stakeholders and appropriate monitoring of e-flow implementation.; Deux types d’approches techniques complémentaires sont utilisées pour guider l’établissement des débits écologiques, à l’échelle des tronçons de cours d’eau (ex. : débits réservés) comme à l’échelle de bassins versants (ex. : débits objectifs d’étiage). Les approches « hydrologiques » visent à quantifier les altérations de multiples caractéristiques du régime hydrologique et reposent sur l’identification (délicate) de relations empiriques entre altérations hydrologiques et biologiques. Les approches « habitat hydraulique », ciblées sur les débits bas à moyens, couplent des modèles hydrauliques et des modèles biologiques pour traduire certaines modifications hydrologiques en modification de qualité de l’habitat hydraulique pour les organismes. Elles ont parfois apporté des prédictions convaincantes des effets biologiques des modifications de débits d’étiage. Ces deux approches techniques ne fournissent pas directement de valeurs de débits écologiques. Nous formalisons ici une démarche technique de définition des débits écologiques, basée sur la comparaison de scénarios de gestion et une meilleure combinaison des deux approches. La démarche comprend quatre étapes : (1) la description du contexte hydrologique naturalisé et actuel, des usages actuels et des scénarios de gestion envisagés (2) la description du contexte écologique au sens large, (3) l’identification des métriques pertinentes (hydrologiques et/ou habitats et/ou autres) pour décrire les effets des scénarios (modifications des usages, effets sur le milieu) et (4) la comparaison des scénarios. Cette démarche ne se passe pas d’expertise et doit s’accompagner d’une définition des objectifs partagée par les acteurs ainsi que de retours d’expérience, aspects non détaillés ici.
- Published
- 2018
- Full Text
- View/download PDF