Le changement climatique modifie l’état environnemental des rivières; par conséquent, il n’est plus possible de gérer les rivières modernes avec des méthodes qui ont été pratiquées dans les conditions environnementales passées.
Une équipe de recherche conjointe, comprenant des scientifiques de l’Institut coréen de génie civil et de technologie du bâtiment (KICT) et de Deltares des Pays-Bas, a mené des recherches sur la prédiction des futurs changements dans les paysages fluviaux à l’aide d’un modèle éco-morphodynamique appliqué à une rivière réelle. Selon le résultat de l’étude, la couverture végétale augmentera de façon continue jusqu’en 2031, et la superficie couverte de saules occupera jusqu’à 20 % de la superficie de la rivière. En utilisant cette modélisation, l’efficacité de la gestion des rivières peut être atteinte en planifiant à l’avance les pratiques de gestion.
Le modèle éco-morphodynamique développé par Deltares associe un modèle de végétation au logiciel Delft3D, largement utilisé dans le domaine de l’hydraulique fluviale. Le Delft3D calcule la vitesse d’écoulement, la profondeur de l’eau et l’élévation d’un lit de rivière. Ensuite, le modèle de végétation simule la germination, le tassement, la croissance et la mortalité de la végétation sur la base du calcul Delft3D. Simultanément, les propriétés de la végétation sont converties en résistance à l’écoulement et renvoyées dans Delft3D.
KICT et Deltares ont appliqué le modèle éco-morphodynamique au ruisseau Naeseongcheon en Corée, qui appartient à une région climatique tempérée de mousson avec de grandes fluctuations hydrologiques saisonnières. La majeure partie du ruisseau Naeseongcheon a des caractéristiques similaires à celles d’une rivière naturelle. Son lit étant principalement composé de sable, son mouvement est actif en raison des fluctuations hydrologiques et de la dynamique de la végétation.
Le KICT effectue une surveillance à long terme, y compris des relevés LiDAR et hydrologiques et la production de cartes de la végétation depuis 2012, avant le début de l’établissement important de la végétation dans le ruisseau Naeseongcheon. Ces données de surveillance ont été utilisées pour construire et vérifier la modélisation éco-morphodynamique.
La zone de modélisation est d’environ 5 km de long avec une portée incurvée, située dans la section médiane-inférieure du ruisseau Naeseongcheon. La largeur est d’environ 300 m et la grille du modèle a été construite en tenant compte de la répartition réelle de la végétation qui s’est produite étroitement le long du rivage.
Après avoir effectué une modélisation avec des données passées (période 2012-2019), les résultats ont été comparés aux données observées. Par rapport au taux de couverture des espèces d’arbres indiqué sur la carte d’occupation du sol réalisée avec des photos aériennes, les saules de la zone dans le nouveau modèle ont montré un taux de couverture similaire (en 2014, réel : 2,02 %, modèle : 2,21 %). En 2016, le modèle avait reproduit adéquatement la situation réelle en simulant la survie et la croissance de la végétation au printemps et la mortalité de la végétation après la crue.
En tenant compte des scénarios de changement climatique, l’équipe de recherche conjointe a réalisé une modélisation à long terme de la période 2012 à 2031. Les résultats ont montré que la couverture végétale continuerait d’augmenter jusqu’en 2031 et que la superficie des arbres atteindrait 20 % en 2031.
Ce modèle éco-morphodynamique, réalisé conjointement par KICT et Deltares, est un modèle entièrement couplé qui relie l’hydrologie, la végétation et la morphologie ; et est capable de reproduire le phénomène réel mieux que d’autres modèles. Il a l’avantage d’augmenter la fiabilité du modèle grâce à l’application et à la vérification dans la rivière réelle avec de nombreuses données observées. Avec ce modèle, nous pouvons prédire les changements futurs dans les paysages fluviaux ainsi que la diversité des écosystèmes et les risques potentiels d’inondation dus au développement de la végétation.
« Ce modèle éco-morphodynamique est capable d’aider à la prise de décision pour la mise en œuvre d’une gestion appropriée des rivières et de la végétation en simulant le paysage des futures rivières en fonction du changement climatique, bien qu’il nécessite une amélioration continue pour refléter la complexité des rivières réelles », a déclaré le Dr Lee, qui ont participé à la recherche.
Fourni par le Conseil national de recherches sur la science et la technologie