nappe phréatique du rhône et irrigation - smart water

CREALP - Centre de recherche sur l’environnement alpin

Conférence Smart Water 2020Espace Saint-Marc, Le Châble (Verbier). 15-16.10.2020

P. OrnsteinI. Milenkovic

Nappe phréatique du Rhône et irrigationVers une conciliation des usages...

2- Conférence Smart Water 2020 -

Eau et agriculture

Constat : « …Au cours des 100 dernières années, l’utilisationmondiale d’eau a été multipliée par 6. Ellecontinue d’augmenter rapidement d’environ 1 %par an en raison de la croissance démographique,du développement économique et de l’évolution dela consommation…»

(source : Rapport mondial des Nations Unies sur la mise en valeur des ressources en eau, 2020)


Vue aérienne d’une série de galeries drainantes (quanãt) en Iran(source: S. Mousavi, 2012)

Scène d’un paysan utilisant un Shadufsur les bords du Nil (source: inconnue)

Eau et agriculture

Présentateur

Commentaires de présentation

S'il est un domaine en particulier où l'Eau représente une ressource millénaire c'est l'agriculture


Eau et agriculture

A l’échelle mondiale, le secteur de l’agricultureest le secteur prédominant en matière d’utilisationde l’eau.

Pour l’année 2010 les prélèvements destinés àl’agriculture étaient estimés à 2’769 km3/an,contre 2’300 km3/an en 1990 soit uneaugmentation de 20% (source: AQUASTAT, 2014).


Agriculture et irrigation

L’expansion et l’intensification de la productionagricole sur les terres irriguées sont le principalmoteur de la demande en eau destinée àl’agriculture (source : Rapport mondial ONU sur la mise en valeur desressources en eau, 2020)

L’irrigation des terres irriguées représente près de 69 % des prélèvements d’eau dans le monde (source : AQUASTAT, 2014)



Les possibilités de l’adaptation de l’agriculturepluviale sont principalement déterminées par lacapacité des cultures à faire face auxvariations de température et à gérer lesdéficits d’eau du sol

L’irrigation offre un mécanisme d’adaptation clépour les terres qui ne dépendaient auparavant que des précipitations (i.e. cultures pluviales)

Présentateur


Agriculture pluviale c’est-à-dire dépendante des précipitations L’irrigation permet de modifier et d’intensifier les calendriers de culture



Source : http://blogresonnances.fr/irrigation-agriculture-definition/



Répartition mondiale des surfaces irriguéesSource : FAO-AQUASTAT/Universität Bonn (2013)


Irrigation et Eaux souterraines

Le rôle des eaux souterraines dans l’agricultureet le développement rural est souvent sous-évalué (AIH, 2019).

La compétition économique pour les eauxsouterraines de haute qualité avec d’autressecteurs socio-économiques, notamment l’AEPet l’industrie, peut avoir des répercussions sur leszones rurales adjacentes (Flörke et al., 2018).

La concurrence avec ces autres secteurs ralentitl’augmentation des allocations d’eau douce ausecteur agricole.


Irrigation et Eaux souterrainesRépartition des surfaces irriguées par les eaux souterraines (Source : FAO-AQUASTAT/Universität Bonn, 2013)



La lutte contre legel

Présentateur


L’irrigation permet également de lutter contre le gel grâce au caractère exothermique de la transformation physique de l’eau liquide en glace quand la température ambiante descend de quelques degrés en dessous de zéro


Episode de printemps avril 2017 - Valais


Episode de gel printemps 2017 - Valais



(source : Service cantonal de l’agriculture)

Pertes financières estimées:



Méthodes de lutte par chauffage


Présentateur


La lutte contre le gel peut faire appel à des techniques diverses, comme le brûlage de produits fumigènes ou le brassage de l’atmosphère au moyen de puissants ventilateurs mais qui sont généralement d’application délicate, d’un coût élevé et d’efficacité réduite (Soutter et al. 2007). La lutte par aspersion se révèle beaucoup plus performante, les canons à air chaud alimentés au gaz ayant démontré leurs limites8 (SCA, 2015 et 2017 ; CCD SA, 2017).



Méthode par brassage d’air : Eoliennes





Méthode par aspersion d’eau

Présentateur


La lutte contre le gel peut faire appel à des techniques diverses, comme le brûlage de produits fumigènes ou le brassage de l’atmosphère au moyen de puissants ventilateurs mais qui sont généralement d’application délicate, d’un coût élevé et d’efficacité réduite (Soutter et al. 2007). La lutte par aspersion se révèle beaucoup plus performante, les canons à air chaud alimentés au gaz ayant démontré leurs limites8 (SCA, 2015 et 2017 ; CCD SA, 2017).



Lutte contre le gel - méthode par aspersionDonnées techniques:

Puits : battus ou forés

Débits d’exploitation : 10-15 l/s/ha

Cycles de pompage : 5-12 h.

Surface alimentée : 4-5 ha/puits

Période d’intervention : env. 15 avril – 15 mai


Inventaire cantonal des puits agricoles (2018)Objectifs visés: Rationaliser les nouveaux projets d’irrigation et/ou de

lutte contre le gel Dans une perspective de gestion de la ressource en

eau, évaluer les prélèvements en nappe liés à l’agriculture (irrigation, lutte contre le gel)

Porteurs du projet: Service de l’agriculture (SCA), OAS Service de l’environnement (SEN), GES

Réalisation: SCA, SEN, CREALP


Inventaire cantonal des puits agricoles (2018)Env. 1’600 puits recensés (avril-juillet 2018)


Inventaire cantonal des puits agricoles (2018)Densité de puits au km2 moyenne env. 12 puits/km2


Inventaire cantonal des puits agricoles (2018)

Exemples d’installation:



Impact de la LCG sur la nappe phréatique ?

(source : géeau environnements SA, 2019)

Présentateur


Modèle conceptuel de l’effet d’un pompage de lutte contre le gel


Station de mesure MAR2 (Martigny) Martigny


Réseau de surveillance nappe phréatique VS

Station de mesure B6 (Châteauneuf-Conthey)

Période 01 au 19 avril 2017

21 avril 2017 à 8h00


21 avril 2017 à 8h00

Station de mesures 06K30 (Saxon) Station de mesure 03U57 (Uvrier)


21 avril 2017 à 8h00


21 avril 2017 à 8h00

12

3 4

1

2

3

4

Présentateur


Réseau de surveillance piézométrique de la nappe phréatique entre Sierre et Sion (env. 75 stations) Mise en évidence de l’effet des pompages LCG (cf. signatures de pompage) enregistrés en différents points de la plaine



Cartographie de la nappe phréatique HORS PÉRIODE DE POMPAGE LCG (régime non influencé) :

• Différences entre les niveaux moyens calculés sur lapériode du 01 au 19.04.2017 et une surface deréférence calculée pour le mois d’avril sur 40 annéesde mesures

Niveau nappe : différence «moyenne 1-19 avril 2017» – «surface référence»



Niveau nappe : différence «21 avril 2017 à 8:00» - «surface référence»

Cartographie de la nappe phréatique EN PÉRIODE DE POMPAGE LCG (régime influencé) :

• Différences entre les niveaux observés le 21.04.2018 à8h00 et une surface de référence calculée pour le moisd’avril sur 40 années de mesures


Niveaux nappe : différence «moyenne 01-19 avril 2017» – «surface de référence»


Niveaux nappe : différence «21 avril 2017 à 8:00» - «surface de référence»

HORS POMPAGE

PENDANT POMPAGE

Présentateur


Effet du rabattement clairement mis en évidence (dépressions sur courbe orange)



Niveaux nappe : différence «21 avril 2017 à 8:00» - «surface référence»

PENDANT POMPAGE

46 28 32 25 40 8 0 2 0 0 0 8 6 0

Densité de puits AEA par km2 en rive gauche du Rhône selon inventaire SCA-SEN 2018

Densité de puits AEA par km2 en rive droite du Rhône selon inventaire SCA-SEN 2018

0 5 8 24 32 9 10 17 0 41 69 0 0 2

Présentateur


Cas particulier du transect Saillon-Saxon : réponses différentes entre rives droite (cultures maraîchères – no LCG) et gauche (arboriculture – LCG)




A l’échelle journalière :En considérant 10h d’aspersion sur 1'350 hectares (= surface intéressée par la LCG), le volume prélevé par la LCG s’élèverait à 540'000 m3 > 20 X Ʃ (prélèvements journaliers moyens) opérés dans la nappe phréatique pour l’eau potable et l’industrie (25'000 m3) (Glenzet al. 2015)

A l’échelle annuelle :5 à 10 jours consécutifs à raison 10h. d’heures journalières pour unévénement exceptionnel (p.ex. 1974, 2017) – prélèveraient entre 2.7 et5.4 x 106 m3, soit 25 à 50% des prélèvements annuels opérés parl’industrie et l’eau potable (9.12 x 106 m3), mais 3 à 6 fois lesprélèvements de l’irrigation (839'500 m3)

Impact global de la LCG sur la nappe phréatique ?


Irrigation et Eaux souterrainesImpact global de la LCG sur la nappe phréatique ?


A l’échelle de la nappe phréatique:En considérant la portion de la plaine du Rhône comprise entre Sierre et Martigny, le prélèvement opéré pour la LCG ne représenterait que 0.2 à 0.3 % du stock d’eau disponible estimé à 2.12 x109 m3

Présentateur


En considérant une long. de 53 km, une largeur (de la plaine) de 4 km, une porosité de 0.25 resp. 0.2 et une prof. de 40 m.


ConclusionUne gestion raisonnée et raisonnable de la ressource en eau liéeà la nappe phréatique de la plaine du Rhône passe par la mise enœuvre d’outils et d’actions qui doivent permettre de concilier lesdifférents usages de l’eau et éviter de potentiels conflitsd’utilisation :

Mesures stratégiques (plan directeur, gestion intégrée)

Meilleure définition des besoins pour un meilleur dimensionnentdes installations de prélèvement

Mesures de surveillance (monitoring) qui doivent permettred’acquérir une meilleure maitrise de la pression quantitativeet/ou qualitative exercée sur cette masse d’eau (volumesextraits, rabattements de la nappe, foyers de pollution, etc.)


MERCI POUR VOTRE ATTENTION

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