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Évaluation des ressources en eau des Corbières - Infoterre

1. 67 Illustration du fonctionnement hydrog ologique d une zone de pertes cas des pertes de la Bu ges H rault 68 volution temporelle des d bits des pertes de l Agly et des d bits sortant du barrage de Ke EE 70 volution temporelle des d bits des pertes de l Agly et du Verdouble 71 volution temporelle de d bits des pertes et du d bit de l Agly Caramany restitu s par le barrage 71 volution des d bits et de la conductivit lectrique des eaux des sources de Font Estramar et Font Dame lors du suivi g ochimique 2002 La position temporelle des chantillons d eau analys s est galement EDONG EE 76 Evolution de la conductivit de la temp rature et du d bit de la source de Font Estramar depuis le 18 d cembre 2001 78 Relation concentrations versus conductivit dans les eaux de FONES AI AI hexane EEN 78 Evolutions temporelles de la conductivit lectrique des eaux du ruisseau de Font Dame du pi zometre 102 et du d bit de Font Dame 79 Relation concentrations versus conductivit dans les eaux de Font Dame 80 volution temporelle des chroniques de conductivit et de temp rature 81 Densit spectrale de puissance relative spectre simple des chroniques de temp rature et de conductivit des sources de Font Dame et Font Estramar et du piezom
2. Illustration 34 Densit spectrale de puissance spectre simple des hauteurs d eau de la source de Font Estramar et de Font Dame et du piezometre 102 n BSS 10795X0028 et du piezometre de la pisciculture de Font Dame n BSS 10795X0050 D riv e d ordre 1 des chroniques de hauteur d eau 60 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Densit spectrale de puissance relative 0 01000 0 00100 0 00010 on 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 00001 fr quence h 1 Densit spectrale de puissance relative 0 01000 0 00100 0 00010 Az 22 0 00001 i 5 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 fr quence h 1 Pi zom tre 102 NBSS 10795X0028 Hauteur Vasque Fontestramar Densit spectrale de puissance relative b Densit spectrale de puissance relative d 0 01000 0 010000 0 001000 0 00100 0 000100 0 00010 0 000010 0 00001 z 0 000001 i 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 fr quence h 1 fr quence h 1 Hauteur Ruisseau Fontdame Piezometre FontDame NBSS 10795X0050 Illustration 35 Densit spectrale de puissance relative spectre simple des hauteurs d eau des piezometres 104 107 Roboul et du piezometre de Cases de P ne Pour l aquif re karstique et Vaquifere du P
3. Correlogrammers croises 1000 500 0 500 1000 Decalage h pi zom tre Roboul vs 102 Piezometre 104 vs 102 Pi zom trie Baixas_ Cases de P ne vs 102 Correlogramme simple c Z 0 8 4 0 6 0 4 Si 02 Ee ee 1000 500 0 500 1000 Decalage h gt Pression atmosph rique Corr logrammes crois s 0 8 0 D calage h Marnage vs piezometre 102 Marnage vs piezometre Forage Fontdame Marnage vs hauteur Fontestramar Marnage vs hauteur Fontdame Illustration 31 Correlogrammes simples et crois s des niveaux piezometriques et des precipitations BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Lors des p riodes de crue les pics de hauteur d eau de la source de Font Estramar se produisent syst matiquement avant ceux des autres points du r seau de suivi L illustration 32 permet de visualiser les diff rents d calages temporels d duits des analyses corr latoires crois es A la lecture de l illustration 32 deux familles de points d eau peuvent se distinguer points avec un retard important vis vis des exutoires gt 6 h et points avec un retard plus faible lt 6 h D calage Coefficient de temporel Commentaire corr lation en heures maximum Sce Font E
4. indff znci cs GP yc Ebsulis voc astiques recents nveau sup r sur de chee PRES Fx All v n dee terraccee Ree DP Ebou le cryociastiquee r cents z mant ma c scheme Cleallle ment m eur supsoee Cartz anormal majeu das nappes pal erniquer Plan de chartage ou sh evauchemest Irtene des nappes pal ozo ques Faille 1armalz a vere irdicatian di compartiment ahaiss Fallle ncir an mess ninine reconnue Inde on mese Nleane suppseee Ee Aluvians anciennes de la hauts terasss b nde GPy 2 Ehonis cyclique r cents Wurm Fy Allrz ona anclernes de la t s Faute t rras e GU Z 1 0 2 cryodaat ques anslene 2 Go uone et alluviors arclennes sub r centee Cyr Srlluvinws Wunn d ON 2 Colluwicns ir t enciees rm ancien r cent RA Callivisns Wm secant xey Col Jona anciernea Cen Crluviors m CENOZO QUE Miocene Oligo mioc ne Eocene Le pbr Ar chrs sirini es Fr a Rezh m br H cssinicn br skss EXT c6r Biezliss peel inferin ares Bates gU ravzrtin du mas de la Fanradark a Fanuabun Ba uk Esle gel t d Espira det Asly m2b Surelgal en s4p neur Helv tien m2 3 Sahlzs marne ralcairz calcaires d triti pa un ache la volazelqie m2b cG lr de 57 Lucie m 5d Sables et argilzs bun tur g
5. rester stables cas des crues 6 7 8 et 11 groupe S diminuer entre le debut et la fin la crue cas des crues 3 5 et 10 groupe BRGM RP 52919 FR Rapport final 105 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 D x o 5 O o c o o im 5 E 2 lt o o x LL 1 0 2 0 3 0 4 0 Flux de chlorure en d but de crue kg s Illustration 71 volution du flux de chlorure entre le d but et la fin des crues La droite de pente 1 repr sente la bissectrice Dans le cas du groupe A en fin de crue le syst me sollicite davantage la composante min ralis e L augmentation de la salinit proportionnellement au d bit pourrait tre expliqu e par un ph nom ne d aspiration d eau de l tang dans le karst comparable a un effet Venturi pompant de l eau sal e Arfib 2001 Breznik 1973 Williams 1977 Combes amp Ledoux 1990 Ce ph nom ne d effet Venturi s il existe devrait se traduire par une augmentation et non par une diminution de la salinit en p riode de crue ill 72 Source saumatre Illustration 72 Coupe sch matique d une source sal e par effet Venturi d apr s Arfib 2001 106 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Une autre hypoth se peut galement tre propos e L augmentation de la salinit de la sou
6. rilerieir valua eg slanes en s spie n ktM rames Exsqyres nt valcai as hagu viniclex uucas 3 Me suibilulines uba G doslien mames 6 salasi ss rise n4 Earrenien calcalres graveer N2b 4 va angnler Barrem en indifferencisa ca ca rea slar sa ell quss Siri diz 4 N2b Sh Vale igir en 4 1 calcal es taclea Sergaelen des Gpiges de Git baros kure cu sup rirar Dot vie n13 fl armrilin ridifi r sac 6 el cr che linite Gud di n 1b 2 Hatt 38 h 3 Vale n mmen intarieur 26 carea aux n plaquettse Indit renci a Sere de Galar n s n2 601 Valanginizn B daulien Yria ralszires blar ss Urgetien nta Bernaigier inteq tir calcaires 2 ale 163 inferizur eli esla nd Sens de Boul sid ib Ben se eni 3 Yale gir je toi Ge aires en plaque les ni Eerrisisizn calcaires roux en p aquztics Montagne de La Clape Narbonne n3b3 Clarsayts nn mamrs ct marno calcaires ines n ht z Gergasles calselee tacl s ur onlen n z 3nzatilizn sup rieur marnzs tirarnr calrairrs n4 5x1 Barremr ri sup r tir a B dou n interieur salcaire compact de ui parie Cr tac inf rieur sp cifique aux zones de Caperokr et Narbonne n Alb en inditterencis oT leie Marmy calcare qreseun
7. Isb J1 Some rlen Garlem Aal r en mames et mamit i x rgilzux Salenler marr es 61 marns calcalres Gol m 12 41 Sinsmurien teh calcarea Jola vit ques la bese maps el altrnisicets rue si im erred la Cai calcares argileux el enog an sess 126 n min n sup neur calca rae Gr zel x aler la Sin Ce caires gris L 12 Sin maren in dfit reri 12 30 Lies galiaire idia egis 12 33 lias salaire Wades Lise silssire indile encit 11 2 ias irffrisn roch zs carmanat zs irdiff rer rites Hellengier dolori ve jauri le gelosie el um pyesi ee curg i a rdeyzinirn adiffarcnis Odu n indill rer ci lavi s gi aru Trmar ar andzillica s riz schisto qrescuse di cal dr lz Eslaille el de Farya Re sl lure al ques munsgen ques 7 Granites el gan oides Ta cries ZM ruylon TER Grebe ce Rvarole orth gne s3 c alre ZE Gneis ze Jelscls Se Gneles de Cara Q n date nd rrmin s mah me bres indifferencies re ud as d oigire epizeniqi e diff r es Cr tac inf rieur sp cifique la zone centrale des Corbi res Abies ries laurier ses tushar n e Shan sp nelexe terrigtne du Res de Ribzi n rC bien c gaies l les de re
8. Illustration 15 D bits class s de la source de Font Estramar sur l ensemble des donn es de la p riode 1971 2003 classes de debit de 250 Vs Lorsque le d bit exc de 9 000 l s les propri t s hydrauliques du milieu changent de nouveau changement de la pente le syst me vacue moins facilement les eaux Ce comportement peut traduire un probl me dans la courbe de tarage pour les d bits tr s lev s d bits sous estim s ou la mise en fonction de trop plein correspondant des cavit s proximit de une part des debits de crue chappe la station de jaugeage Cette derni re hypoth se est vraisemblable puisque de nombreuses r surgences temporaires ont t observ es le long de la voie ferr e en p riode de crue Ces observations de terrain ont t mises profit pour implanter le r seau de pi zom tres de la DDAF 66 dans les ann es 1970 B nech comm personnelle Les traitements r alis s sur les chroniques individualis es chroniques 1 2 et 3 mettent galement en vidence ces ruptures de pente pour des valeurs de d bit comparable illustrations non pr sent es b Source de Font Dame La chronique des d bits journaliers analys e s tend sur la p riode 1998 2003 soit sur un total de 2 133 mesures Les d bits de la source de Font Dame ont t calcul s 38 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 partir d
9. 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y Variable X1 Degr s de lib mme des carr Carr s moyens F de Fisher Pr gt F Mod le 1 32297 4485 32297 4485 7 5183 0 0712 R sidus 3 12887 5977 4295 8659 Total 4 45185 0462 Analyse du mod le Type 1 SS Source DF Type I SS Carr s moyens F de Fisher Pr gt F Variable X1 1 32297 4485 32297 4485 7 5183 0 0712 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes Probabilit Borne inf de Borne sup de Valeur Ecart type t de Student l intervalle l intervalle P 95 95 Constante 323 843929 95 0809 3 4060 0 0423 21 2539 626 4340 Variable X1 98 1203002 35 7849 2 7419 0 0712 15 7634 212 0040 L quation du mod le est Y 323 843929287939 98 1203001709373 X1 Analyse des r sidus R sidus Borne inf de la Borne sup de Observations Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus r duits pr vision int de la pr vision int de conf 95 conf 95 1 1 1 128 393 048 434 5236 41 4756 0 7307 270 5016 598 5457 2 1 2 74 609 48 592 6936 16 7864 0 2957 486 3695 699 0176 3 1 2 33 572 616 552 4642 20 1518 0 3550 446 3730 658 5555 4 1 3 64 610 92 681 0018 70 0818 1 2347 536 0088 825 9948 5 1 2 8 673 2 598 5808 74 6192 1 3146 491 1476 706 0140 Statistique de Durbin Watson Dw 2 5207 Interpr tation des r sultats Les variables X s lectionn es expliquent 71 48 de la variabilit de la variable Y ce qui c
10. BROGM RP 52211 FR Corbi res valuation de la ressource en eau souterraine des Corbi res karstiques Essai de tra age des pertes du Verdouble 2003 Le pr sent rapport vol 2 concerne la caract risation du syst me karstique des Corbi res d Opoul Synclinal du Bas Agly tant en terme de structure que de fonctionnement Diff rentes m thodes compl mentaires ont t mises en uvre afin de proc der cette caract risation i tude g ologique d taill e partir des cartes g ologiques de levers de terrain de photos a riennes des forages existants et de 16 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 donn es sismiques offshore ii tude hydrologique des relations pluies d bit au niveau des exutoires et de piezometres d observation douze points et des pertes de l Agly et du Verdouble iiil tude hydrog ochimique des sources pertes mais aussi au contact karst aquif re Plio Quaternaire du Roussillon Une caract risation des r serves ressources du syst me a t mise en uvre partir des hydrogrammes des exutoires principaux sources de Font Estramar et de Font Dame analyses des courbes de r cession notamment Les questions relatives au r le des pertes dans le fonctionnement de ce syst me karstique binaire aux changes entre les deux aquif res karst et plio quaternaire du Roussillon l origine de la salinit des sources de Font
11. sanbiozosauw suoljeuwlo Sa119d xne g sapuojoid yern v rny mid eq g g s qr r y v dns xn lqes upew suonen ejusauijuoo xnea i6Je uueu 9U990 OH ajesna1 sasjes ap Bue BRGM RP 52919 FR Rapport final 130 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 La tentative de separation de Thydrogramme a l aide des donn es de temp rature et de chlorure estim es l aide de la conductivit apporte des informations tr s pertinentes sur le fonctionnement du syst me karstique bien qu il s agisse de r sultats pr liminaires puisque la p riode d observation ne couvre que deux cycles hydrologiques Les r sultats obtenus ont permis de r examiner hydrogramme unitaire d termin par l analyse hydrologique On met en vidence que la composante v nementielle qui est caract ris e par l eau froide et peu min ralis e ne repr sente que 39 du d bit contribution similaire celle de la pluie efficace La composante pr v nementielle qui est caract ris e par l eau chaude et min ralis e contribue pour 61 l coulement valeur similaire celle d termin e pour les pertes Ces r sultats sugg rent que l eau absorb e par les pertes chemine en profondeur au sein du syst me karstique L volution a long terme des flux de chlorure qui se traduit dans un premier temps par une augmentation significative apr s
12. Axes de drainage A Pal oexutoires as 8 HExutoires actuels Agly Verdouble Limite intrusion saline Illustration 105 Repr sentation sch matique en plan des axes de drainage et du bilan hydrologique du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly sur fond de carte de la topographie de Tincision messinienne d apr s Duvail et al 2001 146 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les coulements prennent place au sein des deux flancs du synclinal du Bas Agly au niveau du flanc nord comme le manifeste l existence des exutoires du syst me ou sous syst mes associ s sources de la Forteresse de Salses le Ch teau source du Lavoir et au niveau du flanc sud comme le manifestent les sources de trop plein en p riode de hautes eaux aven de Baixas et Cases de Pene Au vu du comportement hydraulique des points d eau du r seau de suivi sur les flancs sud et nord du synclinal variations de hauteur d eau et de l existence de sources non affect es par une salinit des syst mes annexes au r seau de drainage principal connect s celui ci existent En bref le syst me karstique du synclinal du Bas Agly et Corbi res d Opoul est un Syst me complexe du point de vue de l architecture g ologique Les s ries g ologiques calcaires sont potentiellement karstifi6es jusqu des profondeurs de 300 400 m sous le
13. L tude de la chronique du piezometre 102 n a pas t effectu e puisque que ces donn es sont utilis es pour le calcul du d bit de Font Dame Les ajustements r alis s pour la chronique piezometrique du 104 sont pr sent s l illustration 18 2 q 5027202 fi e Vi Been dl IEN E E E m CZ IZII II R am YY YY YY Rg A 2222255 xXkh8hxXx 9Ha a nn ni ap e 7 5 H 1 _ K Q yY QyY YXRBi o xo x 45 35 5 0 3 2 2 NWA DHS O 5 5 2 eh Cote m NGF Illustration 18 Hauteurs class es pour la piezometrie de l ouvrage BSS 10795 0030 104 sur la p riode 1998 2003 BRGM RP 52919 FR Rapport final 41 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Une seule rupture de pente a t identifi e sur la distribution des hauteurs class es du piezometre 104 Cette rupture s observe pour des valeurs de hauteur proche de 7 m NGF pour une fr quence cumul e sup rieure a 96 en contexte de crue Par analogie avec les d bits class s les caract ristiques de la distribution obtenue correspondent au cas B de la classification de Marsaud cf vol 1 1 BRGM RP 52918 FR Les caract ristiques de la distribution indiquent un changement de comportement hydraulique lorsque le nivea
14. Volume 2 P rillos Tautavel Fitou Station Cumul de Pr cipitation Pluie efficace Surface bassin pluviom trique pr cipitation moyenne inter moyenne d alimentation mm 1998 2003 annuelle mm mm km Illustration 12 Estimation de la surface du bassin d alimentation a l aide des donn es dETP de la station M t o France de Perpignan L estimation de la pluie efficace l aide de PETP au lieu de PETR qui n est pas connue dans le secteur d tude peux conduire a sous estimer les pluies efficaces dans la mesure ou est g n ralement inf rieure ETP Selon ces donn es la superficie du bassin d alimentation est comprise en 237 et 397 km L estimation de PETR demeure le probleme de base de la m thode pr c dente en raison des probl mes li s la d termination des param tres climatiques sur la zone d tude C est pour cette raison que l on proc de g n ralement aux calculs du d ficit d coulement l aide de la formulation de Turc afin de mieux contraindre l estimation des surfaces des bassins d alimentation Le d ficit d coulement moyen calcul eq 3 volume 1 BRGM RP 52918 FR est compris entre 483 et 585 mm ce qui repr sente une lame d eau moyenne infiltr e comprise entre 98 et 149 mm ill 13 Selon ces donn es la superficie du bassin d alimentation comprise entre 253 et 861 km L estimation de la surface du bassin d alimentation par la m thode de Turc n appara t pas s
15. chronique 1 1971 1982 Qmoy 1 787 5 Qmin 700 l s Qmaxi 30 000 l s chronique 2 1984 1996 Qmoy 2 201 l s Qmin 640 l s Qmaxi 34 500 l s chronique 3 1997 2003 Qmoy 1 878 I s Qmin 768 l s Qmaxi 33 300 l s Pour l ensemble des chroniques le d bit moyen inter annuel est de l ordre de 2 mis Compte tenu des observations disponibles les valeurs extr mes et moyennes du d bit de la source de Font Estramar ne semblent pas avoir t modifi es depuis la mise en eau du barrage de l Agly 1996 L analyse des d bits class s de la source de Font Estramar a t r alis e avec un intervalle de classe de 250 l s Cette analyse a pour objectif d identifier les diff rents r gimes d coulement observables sur un exutoire mise en r serve fuites vers un autre syst me mise en fonctionnement de trop plein etc qui se produisent g n ralement de mani re r p titive pour des valeurs particuli res de d bit L analyse a t men e la fois sur les trois chroniques individualis es chroniques 1 2 et 3 et pour l ensemble des donn es disponibles Les ajustements r alis s pour l ensemble de la chronique sont pr sent s a l illustration 15 Deux ruptures ont t identifi es pour des valeurs de d bit comprises entre 1 500 et 2 000 l s 1 rupture et pour des d bits proches de 9 000 l s 2 rupture Les traitements r alis s sur les chroniques individualis s chroniques 1 2 et 3 permettent
16. valuation des ressources en eau des Corbi res Phase Synthese de la caract risation des syst mes KS des Corbieres orientales CC apport Tina Pa e Sr Lk r r e a gt H Wi d 224 P Le A r S af l de WW Fi gel oe A 1 A i N VS 2 d ckt jy Ve iy 4 i M B e Na bot Jah ay Jf Bu FR vaw WA l We L gt hib d i izv Nta ITA deleau rh ne m diterran e amp corse CONSEIL G N RAL DE L AUDE GENERAL PYRENEES ORIENTALES G osciences pour une Terre durable O bram S ei KY Evaluation des ressources en eau des Corbi res Phase Synthese de la caract risation des syst mes karstiques des Corbi res orientales Volume 2 Caract risation g ologique et hydrog ologique du syst me karstique du synclinal du Bas Agly Rapport final SP BRGM RP 52919 FR ag k f vrier 2004 _ de l eau tude r alis e dans le cadre des op rations de Service public du BRGM 2004 EAU 01 B Ladouche N D rfliger Avec la collaboration de J L Izac J Cubizolles P Le Strat C Du Cou dic B Aunay P Thomson GENERAL PYRENEES ORIENTALES bra pour une Terre durable Mots cl s Hydrog ologie Karst Analyse corr latoire et spectrale TEMPO Hydrochimie Corbieres Font Estramar Font Dame Synclinal du Bas Agly En bibliographie ce rapport sera
17. valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 5 Principales r f rences bibliographiques Arfib B 2001 tude des circulations d eau souterraines en aquif re karstique c tier observations et mod lisation de la source saumatre Almyros d H raklion Crete Gr ce Th se de Doctorat de l universit Pierre et Marie Curie Paris 6 343 p Aunay B 2003 tude hydrodynamique d un syst me karstique littoral dans les Corbi res orientales France m moire du Master en gestion des ressources en eau sp cialisation hydrog ologie universit de Neuch tel Suisse 83 p Aunay B Le Strat P avec la collaboration de Aguilar J P Camus H Clauzon G D rfliger N 2002 Introduction a la g ologie du karst des Corbi res BRGM RP 51595 FR 22 fig 3 tabl 28 photos 4 pl h t 80 p Bakalowicz M Le Strat P 1997 tang de Salses Leucate Contexte g ologique Implications hydrog ologiques sur les coulements souterrains dans la partie nord de l tang Rap BRGM R 39677 Brandt C 1997 Font Estramar 11 ans de recherches en plong e dans un grand r seau noy en bordure de la M diterran e Symposium 4 Exploration et sp l ologie publication du 12 Congr s international de sp l ologie La Chaux de Fonds Suisse vol 4 p 71 74 Breznik M 1973 The origin of the brackish karstic springs and their development Geologija Razprave in pro ila 16 Knjiga Ljubljana 183 p Cal
18. Nous avons d j soulign que les eaux des sources de Font Dame et Font Estramar pr sentent une anomalie de temperature de 2 2 5 C par rapport aux valeurs des temp ratures attendues pour les eaux souterraines de la r gion 15 5 Les temp ratures moyennes des eaux des sources sont respectivement de 17 5 et 18 C Ces r sultats traduisent la participation d eau profonde et chaude l coulement des sources karstiques littorales Pour estimer les profondeurs de circulation des eaux en rapport avec les niveaux g ologiques rencontr s il faut estimer les temp ratures profondes En effet les temp ratures mesur es au niveau des sources ne refl tent pas celle de l eau en profondeur car la temp rature des eaux diminue plus ou moins rapidement lors de leur remont e vers la surface L valuation des temperatures profondes et donc des profondeurs de circulation atteintes par les eaux peut tre abord e par l utilisation de g othermometres Les calculs sont bas s sur les quilibres chimiques qui sont thermo dependants Les temp ratures calcul es sont consid rer comme les temp ratures maximales atteintes par l eau en profondeur Afin de limiter les erreurs d interpr tation il faut veiller ce que les conditions suivantes soient v rifi es Fournier 1977 les r actions thermo d pendantes se produisent en profondeur les l ments utilis s se trouvent dans les formations g ologiques travers es par
19. 35 et 50 m NGF Un conduit unique atteint une profondeur de 64 m Ce dernier continue en profondeur mais n a pu tre explor Nous avons montr pr c demment que la salinit des eaux de la source de Font Estramar tait d origine marine r sultat d un m lange entre l eau de l tang et celle du karst et qu elle n tait pas li e la pr sence du Trias en profondeur Le suivi des param tres physico chimiques de la source a permis par ailleurs de souligner l extr me variabilit temporelle de la min ralisation des eaux de la source court et long terme Nous allons chercher identifier les facteurs qui contr lent l volution de la min ralisation des eaux de la source au cours des nombreuses crues enregistr es au cours de la p riode 2002 2003 afin de caract riser les m canismes de salinisation du syst me karstique BRGM RP 52919 FR Rapport final 95 Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 LA 2002 344V pueg D sde p 1242157 1U0 ap 221nos afou neasau np uel 19 uonensnlll 18061153 UO ap 5349180994 ap 01 612055 TOOZ ap puo np NBSAIU ne paL 6 f wenoo np suas anbseA oF gt EE 2 81 Ss w OS 0 2 2 o 0 Z D o PE Ge gt D o vz L 7 Ex De nes np EE atl S 56 em gi 9 oy Be er 22 EE nls ech OF EE D A ES pns e anos D z Go a 4
20. Illustration 19 Corr logramme du d bit Font Estramar p riode 1971 2003 et du d bit de Font Dame p riode 1998 2003 BRGM RP 52919 FR Rapport final 43 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les corr logrammes crois s pluie d bit donnent une image acceptable de la r ponse impulsionnelle du syst me karstique car celle ci est d termin e partir d un nombre important de donn es pluie d bit 10 625 et 2133 mesures de d bit journalier respectivement pour Font Estramar et Font Dame et surtout parce que le signal d entr e peut tre consid r comme al atoire Pour les sources de Font Estramar et de Font Dame la longueur de la r ponse du d bit la pluie dur e de la recharge est estim e respectivement 40 et 20 j environ Les r ponses impulsionnelles qui pr sentent un pic pour les faibles decalages 2 j pour Font Estramar 3 pour Font Dame sont caract ristiques de syst me bien drain et donc volu vis vis de la karstification ill 20 Corr logrammes crois s Pluie D bit 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 0 10 20 30 40 50 60 D calage en jours Font Estramar Font Dame Illustration 20 Corr logramme crois pluie d bit des sources de Font Estramar p riode 1971 2003 et Font Dame p riode 1998 2003 L analyse spectrale simple densit spectrale de puissance DSP permet d identifier les diff rentes composante
21. Mas P chot Mas Sainte Marie Vespeille maison de retraite et du forage AEP F3 de Salses pr sentent des signatures tr s proches de celles des eaux du karst non sal Les eaux de la source de Font Estramar se distinguent par une min ralisation plus importante et se r partissent en fonction du contexte hydrologique entre le p le karst non sal et le p le karst sal tel que d fini l aide du forage particulier de M Mont au niveau de la presqu le de Leucate 140 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Cercle des corr lations axes 1 et 2 91 axe 2 11 gt 0 0 5 axe 1 80 gt Illustration 101 ACP corr lation variables facteur principaux Projection dans le plan F1 F2 de l espace des variables Donn es sur les axes 1 et 2 91 AEPF2_Pia P le AEP F3 Rivesat s Dliocene Mas Lamer e Mas Lamer e Mona P le Karst sal Forage Jardin Mont d Presqu ile Leucate Pertes e AEP F3 Salses Agly P chot Se PDS e Ste M arie e Maisonretrait p102 ue as Nou Fdmoy hique e Cases P 102 axe 2 11 gt Silice 4 pRoboul p 10 PO 18 Tel A non sale Y Pertes Verdoubles 0 2 4 6 axe 1 80 gt Mineralisation Illustration 102 ACP Projections des chantillons dans le plan principal F1 F2 BRGM RP 52919 FR R
22. besoin en eau souterraine ce forage de quelques 250 m galement serait implant sur la base de la g ologie voire de la g ophysique sismique haute r solution dans un contexte structural de flanc redress suppos des difficult s d interpr tation de la g ophysique sont envisager Cette troisi me zone sera prospect e en dernier sur la base des r sultats des deux autres forages et de l interpr tation de la g ophysique sur le flanc nord Des essais hydrauliques seront effectu s sur les ouvrages en fonction de leurs r sultats ainsi qu une caract risation hydrochimique et isotopique l interpr tation de cette derni re sera rattach e aux r sultats des analyses hydrog ochimiques ant rieures L ensemble des points d eau constituant un r seau de mesures quelques 15 points feront l objet d un nivellement au cours de la phase Il 156 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 De plus au vu de la variabilit temporelle du syst me karstique l interpr tation des d bits class s et des courbes de r cession des sources concern es sera n cessaire sur les cycles hydrologiques 2004 2005 L interpr tation l aide des mod les inverses et d composition des hydrogrammes en int grant les pertes sera mise jour au terme de la phase Il prenant en compte les donn es compl mentaires acquises entre 2004 et fin 2005 BRGM RP 52919 FR Rapport final 157
23. l aide des differents diagrammes de l illustration 54 que les teneurs en sodium potassium et magn sium exprim es en fonction des teneurs en chlorures des eaux des sources s alignent sur la droite de dilution de l eau de mer La signature en chlorure sodium potassium et magn sium des eaux des sources peut donc s expliquer comme le r sultat d un simple melange entre une eau d origine marine et une eau de pluie Dans les diff rents diagrammes de l illustration 55 Ca vs CI SO vs Cl et Sr vs Cl on montre que les eaux des sources sont globalement toutes enrichies en calcium sulfate et strontium par rapport a la droite de dilution de l eau de mer Ce r sultat indique que les eaux ont interagi avec l encaissant g ologique et se sont charg es en ces l ments Dans le contexte g ologique local on rencontre les formations des vaporites du Trias la base des formations carbonat es le Trias et le Lias marneux ayant jou le r le de semelle de d collement lors de la mise en place de la nappe charri e des Corbi res cf 1 1 Synth se g ologique 84 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 100000 10000 D E 1000 z 100 10 100 1000 10000 100000 CI mg l Fontestramar FontDame m Mer 1000 100 lt 10 1 100 1000 10000 100000 CI mg l Fontestramar FontDame m Mer 10000 1000
24. l horizon 2010 Cette tude est motiv e par la demande des conseils g n raux des Pyr n es Orientales et de l Aude au vu des probl mes de ressource en eau auxquels sont confront es un certain nombre de collectivit s qualit et quantit de la ressource contaminations salines et risques d intrusions salines au niveau de la plaine du Roussillon et teneurs lev es en sulfates dans la nappe calcaire dans le secteur de Ferrals les Corbi res et Thezan des Corbieres contamination bacteriologique episodique au niveau de l tang de Salses Leucate importance de l alimentation de l tang par les eaux souterraines karstiques et besoin de pr ciser l extension du bassin d alimentation des syst mes karstiques contributifs r le des pertes de l Agly et du Verdouble vis a vis du fonctionnement du syst me karstique sl synclinal du Bas Agly avec notamment les exutoires de Font Estramar et de Font Dame Incidence de la gestion actuelle et future du barrage Agly sur le fonctionnement du karst s curisation de l approvisionnement en eau potable pour les besoins futurs exploitation possible des eaux pour le thermalisme existence de sources avec des anomalies de CO et de temp rature La zone d tude s tend sur plusieurs dizaines de kilom tres carr s d ouest en est du cours d eau l Aude la M diterran e et du nord au sud de Narbonne Perpignan Elle est centr e sur les formations ju
25. les interactions entre le milieu karstique et le milieu poreux ont t trait es partir de simulations num riques et analytiques sur un mod le th orique Le d bit de sortie du milieu karstique vers le milieu poreux est analys ainsi que la capacit maximale d absorption du milieu poreux consid rant une analyse de sensibilit sur les param tres suivants ouverture et nombre de drains horizontaux et ou verticaux dans le milieu karstique proche du contact avec le milieu poreux Charge hydraulique fo milieu poreux a Gradient 505 Surface de Debit maximum distance x m du hydraulique poreux contact s contact 40 m vers 30 m une distance 1 300 m L Baixas de 1 700 m Charge hydraulique contact Nature du contact 23 1 5 5 88 107 Direct 1 9 000 m L x 20 m h 180 1 5 a terre a terre 11 000 20 m 2 000 m 10 9 000 m L 400 Us x 20 m h a terre et a terre et SOUS SOUS l tang l tang 40 m au nord 1 Flanc sud du synclinal du Bas Agly et aquifere du Roussillon 2 Flanc nord du synclinal du Bas Agly et la plaine de la Salanque La capacit maximale d absorption peut tre rapidement atteinte soit localement pour des fractures de 5 mm d ouverture coulement laminaire ou un conduit d un metre de diam tre coulement turbulent soit r gionalement pour les conditions suivantes l espace entre les fractures ou les conduits ne doit pas exc der 10 15 m pour une
26. ordre de 35 h ill 23 Ce faible d phasage exprime a la fois la r ponse du syst me a la pluie efficace et l alimentation par les pertes de l Agly et du Verdouble Ce r sultat indique que la karstification est bien d velopp e entre la zone d infiltration eEpikarst d alimentation pertes et la zone noy e du syst me karstique et que la transmission des impulsions se produit dans un syst me en charge c est dire dans des conduits karstiques noy s BRGM RP 52919 FR Rapport final 45 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 e Fonction de gain 2 0 1 8 1 6 1 4 1 2 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 0 0000 0 0005 0 0010 0 0015 0 0020 0 0025 0 0030 fr quence h 1 P riode 1971 1982 P riode 1984 1996 P riode 1997_2003 Illustration 22 Fonction de gain entre la pluie et le debit a Font Estramar pour les periodes 1971 1982 1984 1996 et 1997 2003 Fonction de phase degres D mmm A y 12548x 44 536 R 0 896 fr quence h 1 Illustration 23 Fonction de phase entre la pluie et le d bit Font Estramar pour la p riode 1997 2003 46 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 En r sum les analyses corr latoires et spectrales ont permis d tudier le comportement du syst me long terme plusieurs cycles hydrologiques La zone noy e du sys
27. r alis Gadel 1970 Forages au niveau du Pliocene l paisseur totale du Pliocene BRGM RP 51197 FR 2001 varie comme on peut le voir egalement sur la coupe interpretative de BRGM RP 52919 FR Rapport final 27 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 moins de 100 m sur la partie NO proximit de la surface d erosion messinienne jusqu 300 400 m dans le secteur de Bompas voire plus au SE 700 800 m Les forages profonds sont les deux forages p troliers au niveau du bassin du Roussillon qui ne recoupent pas les formations m sozo ques mais le socle soit les forages d ELNE1 et de CANET1 Le forage de reconnaissance pour l AEP de Rivesaltes forage F2 10911X0024 art sien est un forage de 152 8 m de profondeur interceptant de haut en bas les formations suivantes Pliocene jusqu 90 m gravier sable alternance de niveaux argileux et sableux gris jaunes et de niveaux plus ou moins graveleux d argiles et de sable fossilif re noir 90 a 129 m et d s 129 jusqu 152 8 m br ches s dimentaires dolomie calcaire marbres de l Urgo Aptien noter que ce forage n intercepte pas directement les calcaires Les forages dans le Plioc ne ont des profondeurs variables 50 150 m globalement pour des d bits d exploitation atteignant 75 m h exemples forage de Mas P chot 10904X0022 avec 73 m de profondeur un debit de 15 20 mb forage CGE a Espira de l Agly 10904X0099
28. Ce suivi permet de montrer que le d bit des pertes est extr mement variable au cours du temps valeurs ponctuelles comprises entre 30 et 2 100 Vs ill 42 Le d bit des pertes est fonction du d bit amont et de l tat hydrog ologique du karst au niveau de la zone d absorption des pertes Syst me des pertes du Verdouble 28 05 01 717 0 717 22 06 01 215 0 215 2500 ps 18 07 01 172 o 172 18 07 01 172 0 172 006 23 07 01 114 0 m4 23 07 01 161 0 161 18 10 01 o 118 251001 69 o 69 23 01 02 134 0 134 26 06 02 333 0 333 EG 10 10 02 427 o 427 08 11 02 196 0 1 16 01 03 225 0 225 1000 2000 3000 4000 12 06 03 261 0 261 31 07 03 31 0 a Q amont l s 17 09 03 51 0 51 Illustration 42 Jaugeages diff rentiels sur le Verdouble en amont et aval de la zone des pertes des gorges du Verdouble 1500 1000 Q pertes l s BRGM RP 52919 FR Rapport final 67 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Ce type de comportement a deja t observe sur d autres syst mes karstiques et notamment au niveau des gorges de la Bu ges dans l H rault Ladouche et al 2002 Cette etude a montr que la capacit d absorption volue suivant une hysteresis au cours des crues et qu elle est born e a la capacit maximale d absorption 4 000 l s pour le syst me de la Bu ges cf
29. Plan du r seau noy explor de la source de Font Estramar d apr s C Brandt ARFE 2002 nn none at da ot 96 Evolution de la teneur et du flux de chlorure en fonction du d bit 98 volutions temporelles du d bit de la pluviom trie de la conductivit et du flux de chlorure d cembre 2001 octobre 2003 100 Caract ristiques hydrologiques et chimiques de l effet piston 100 volutions temporelles du d bit de la pluviom trie de la conductivit et du flux de chlorure lors de la crue n 1 du 7 mars 2002 101 volution du volume d eau et du flux de chlorure pistonn la source de Font Estramar lors des crues en fonction du cumul de precipitation 102 volution du flux de chlorure export la source de Font Estramar lors des phases pistons des crues en fonction du d bit initial et du flux maren CIN OU Co ee 103 Caract ristiques hydrologiques et chimiques des p riodes de dilution 104 Caract ristiques hydrologiques et chimiques des p riodes de re Concentaton LA Un na 104 Evolution de la dur e de la phase de dilution en fonction du debit 105 Evolution du flux de chlorure entre le d but et la fin des crues 106 Coupe sch matique d une source sal e par effet Venturi d apr s Arfib 721 01 0 BEE 106 Coupe schematique
30. Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 E o E c c 2 g L R 5 o Ben o TE 17 0 5 P D C 01 03 02 06 03 02 11 03 02 16 03 02 21 03 02 26 03 02 31 03 02 9 0 7 2 10 4 5 3 9 le g J o 3 3 5 T 7 X 3 0 Conductivit Je E Es 2 L ka a 2 5 5 la 5 x 2 0 4 2 15 3 Flux chlorure 1 0 2 0 5 14 0 0 gt gt 0 01 03 0 06 03 02 11 03 02 16 03 02 21 03 02 26 03 02 31 03 02 Illustration 65 volutions temporelles du d bit de la pluviom trie de la conductivit et du flux de chlorure lors de la crue n 1 du 7 mars 2002 Les phases de piston P dillution D et de re concentration C sont galement report es Nous avons d j soulign que le volume pistonn lors des crues volume d eau d j pr sent dans les conduits karstiques et expuls avant que l eau r cemment infiltr e ne parvienne la r surgence est tr s variable de 0 28 0 68 million de m N anmoins les r sultats apparaissent non al atoire on peut en effet distinguer un premier groupe crues n 1 7 8 10 et 11 dont les volumes pistonn s Vp sont de l ordre de 0 28 million de m et un second crues n 2 3 4 5 6 et 9 dont les volumes pistonn s sont de l ordre de 0 58 million de m en moyenne L importance du cumul de plui
31. S 170 165 d bit m s 0 356 0 372 diff rence 4 40 Tableau 1 R sultats des jaugeages chimiques Cases de P ne d bit charge dans hauteur normalis e Se Paquifere la gn i sol l s m NGF g 3 25 04 2002 chimique sel 17 05 2002 estimation en 14 05 2002 chimique sel 06 03 2003 micro moulinet sous le pont Tableau 2 Donn es de jaugeages Sur la base des r sultats de jaugeages tabl 2 nous avons tabli la courbe de tarage suivante ill 3 y 148 21x1 5222 R 0 9641 D bit l s 0 0 5 1 1 5 2 Hauteur normalisee m Illustration 3 Courbe de tarage estim e de Cases de P ne BRGM RP 52919 FR Rapport final 195 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 A partir des donn es du suivi de la pi zom trie de Baixas la charge de l aquif re est connue lors des p riodes de crue ce qui permet de faire une estimation des d bits de crue de la source temporaire de Cases de Pene trop plein L volution temporelle des d bits de trop plein est pr sent e en illustration 4 70 60 Cote de d bordement 50 Z E 2 E 2 40 zom Pi 30 20 01 03 01 18 08 01 04 02 02 24 07 02 10 01 03 29 06 03 Illustration 4 Evolution du d bit de trop plein de Cases de P ne et de la charge dans Faquifere Sur la p riode du 28 mars 2001 au 30 septembre 2003 l coulement des trop pleins de Case
32. d Plusieurs tests ont t effectu s pluie cumul e journali re sur deux trois quatre et cinq jours Les r sultats obtenus avec les pluies cumul es sur trois jours permettent d tablir les corr lations avec les volumes pistonn s contrairement aux autres pluie cumul e journali re deux quatre et cinq jours BRGM RP 52919 FR Rapport final 99 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 35 30 25 20 15 D bit m s 10 5 0 tation mm pr cipi 01 12 01 100 10 Flux de Cl kg s 1 10 05 02 17 10 02 26 03 03 02 09 03 Flux chlorure Conductivit Q N O BB OO ON CO Conductivit mS cm 01 12 01 10 05 02 17 10 02 26 03 03 02 09 03 Illustration 63 Evolutions temporelles du d bit de la pluviometrie de la conductivit et du flux de chlorure decembre 2001 a octobre 2003 n Crue 100 Cumul pluie 3 j pr c dents crues mm 120 Dur e de l effet piston en heure Vol pistonn en million 0 58 0 62 0 68 0 54 Flux de Cl export en tonne 859 788 1442 1344 1185 Pic de de Crue m3 s D bit instantan d but piston fin piston m3 s m3 s 7 98 11 37 9 31 3 23 7 92 1 24 85 Illustration 64 Caract ristiques hydrologiques et chimiques de l effet piston 9 74 15 20 12 50 3 23 1 92 GE BRGM RP 52919 FR
33. de 135 m de profondeur avec un d bit de 75 m h A partir des informations relatives ces forages le flanc nord ne semble pas pr senter un grand int r t du point de vue de l exploitation de la ressource si l on ne cible pas les calcaires du Cr tac inf rieur dans leur totalit voire les calcaires sous jacents du Malm et Dogger ill 8 secteur 1 D autre part en supposant l existence de circulations profondes et d axe de drainage au niveau des grands accidents tels que la faille de Prades cela n cessiterait de r aliser des forages de plus de 500 m de profondeur le Pliocene pouvant atteindre des paisseurs de 200 a 300 m Au vu des conditions d art sianisme rencontr es au forage de reconnaissance F2 AEP de Rivesaltes s il y a contact entre les deux aquiferes cela peut tre dans le secteur d accidents majeurs Certaines de ces failles sont suppos es partir des interpr tations des profils sismiques et de la r alisation de cartes d isohypses isobathes pour les formations plio quaternaires de la plaine du Roussillon leur trace devrait tre pr cis l aide d investigation g ophysique Enfin au vu des caract ristiques int ressantes du point de vue de l exploitation de la ressource au niveau du flanc sud du synclinal forage de Sainte Colombe Cases de Pene le secteur de la prolongation du flanc sud du synclinal au SE de Rivesaltes constituerait galement une cible pour implanter un autre forage de recon
34. es 15 06 au 19 06 1995 19 06 au 27 06 1995 27 06 au 04 07 1995 04 07 au 11 07 1995 11 07 au 17 08 1995 17 08 au 29 08 1995 19 07 au 13 09 1996 13 09 au 30 09 1996 25 06 au 18 09 1997 18 09 au 22 09 1997 22 09 au 13 10 1997 13 10 au 16 10 1997 27 05 au 23 06 1998 23 06 au 10 07 1998 10 07 au 08 08 1998 08 08 au 03 09 1998 03 09 au 05 10 1998 05 10 au 12 10 1998 01 06 au 24 06 1999 24 06 au 06 07 1999 06 07 au 03 08 1999 03 08 au 15 08 1999 15 08 au 01 09 1999 01 09 au 01 10 1999 01 10 au 16 10 1999 16 10 au 25 10 1999 25 10 au 01 11 1999 en gras valeurs jug es significatives en raison de l absence de contribution du Maury et du Verdouble Illustration 39 Estimation des d bits moyens des pertes de l Agly et du Verdouble Le Verdouble se perd lors de son passage dans le m andre des Maures au sein des calcaires du Jurassique Serrat 2000 a estim les pertes 0 706 m s lors des jaugeages effectu s le 14 05 1999 La valeur moyenne pour l ann e 1996 a t valu e 0 622 m s Les donn es de la DDAF indiquent que le d bit moyen des pertes du Verdouble est compris entre 0 15 et 0 47 m s lors des p riodes utilis es pour estimer les d bits des pertes de l Agly ill 39 Serrat 2000 estime la limite sup rieure du d bit des pertes du Verdouble aux alentours de 0 7 et 0 8 m s Les jaugeages ponctuels effectu s dans le cadre de cette tude indiquent au contraire que le d bit des pertes du Verdou
35. galement de mettre en vidence ces ruptures de pente pour des valeurs de d bit comparables illustrations non pr sent es La premi re rupture se produit en contexte de moyennes et ou de basses eaux d bit compris entre 1 500 et 2 000 5 pour une fr quence cumul e de 75 96 La seconde rupture d bit proche de 9 000 1 s se produit pour une fr quence cumul e proche de 96 en contexte de forte crue En moyennes et basses eaux on montre que la pente a2 est inf rieure a a1 En p riode de tres forte crue gt 9 000 5 on observe que la pente de la droite a3 est sup rieure a2 Les caract ristiques de la distribution permettent de mettre en vidence les points suivants Magnin 1971 Marsaud 1996 Lorsque le d bit exc de 2 000 l s les propri t s hydrauliques du syst me changent le syst me vacue plus facilement les eaux Ce changement de comportement peut traduire une modification des conditions d entr e alimentation plus importante par les pertes Les conditions de sortie des eaux apparaissent favoris es et peuvent galement traduire une diminution de la capacit de stockage du milieu Pour les d bits inf rieurs a 2 000 5 le comportement du syst me est plus inertiel et traduit globalement la vidange des r serves BRGM RP 52919 FR Rapport final 37 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Probabilit cumul 1500 100 1000 10000 100000 D bit I s
36. h 1 Temp rature piezometre 102 82 Densite spectrale de puissance relative 0 010000 0 001000 0 000100 0 000010 0 000001 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 26 0 30 fr quence h 1 Conductivit Fontestramar Densite spectrale de puissance relative 0 01000 0 00100 0 00010 0 00001 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 fr quence h 1 Conductivit Fontdame ruisseau Densite spectrale de puissance relative 0 010000 0 001000 0 000100 0 000010 0 000001 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 26 0 30 frequence h 1 Conductivit piezometre 102 Illustration 53 Densit spectrale de puissance relative spectre simple des chroniques de temp rature et de conductivit des sources de Font Dame et Font Estramar et du pi zometre P102 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Pour la temperature de l eau au piezometre 102 un ph nom ne cyclique inverse est mis en vidence ill 52 On observe globalement des temp ratures plus faibles en t et des temp ratures plus lev es en hiver La temp rature de l eau au niveau du 102 para t donc refl ter l volution r elle de la temp rature de Paquifere karstique car l eau n est pas sous l influence des temp ratures de l air ambiant Dans ce contexte l volution observ e semble indiquer que la contribution relative de la composante thermale profonde est plus important
37. l eau le temps de s jour de l eau est suffisamment long pour que les r actions thermodynamiques se produisent remont e de l eau vers la surface est rapide afin d viter les r quilibrations il ne faut pas qu il se produise de m lange avec les eaux superficielles lors de la remont e des eaux profondes 92 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 En contexte s dimentaire le g othermom tre silice peut tre utilis car les formes de silice quartz calc doine se rencontrent en quantit s variables dans les formations g ologiques Toutes les formes de silice sont solubles dans l eau la solubilit de la silice contenue dans les roches tant principalement fonction de la temp rature pH constant Les r actions sont difficilement r versibles dans le cas des solutions sursatur es Ainsi les courbes de saturation peuvent tre utilis es pour estimer la temp rature maximale atteinte par l eau dans le r servoir L emploi du geothermometre silice repose sur un certain nombre d hypotheses contraignantes 3 4 5 qu il convient de v rifier Hypothese 3 le temps de s jour de l eau est suffisamment long pour que les r actions thermodynamiques se produisent Pour v rifier cette hypoth se on peut calculer l indice de saturation du min ral En p riode d tiage les indices de saturation des eaux vis vis du quartz sont pro
38. me et d pendent notamment des teneurs en chlorure de la source avant la crue Plus les teneurs sont lev es plus les flux de chlorure export s sont importants BRGM RP 52919 FR Rapport final 103 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 d Facteurs contr lant les variations du flux de chlorure pendant les phases de dilution et de re concentration Pour r aliser cette analyse nous avons report les principales caract ristiques des diff rentes crues tudi es dans les illustrations 68 et 69 Le cumul des pr cipitations correspond la somme des pr cipitations tomb es sur le bassin d alimentation au cours des trois jours qui ont pr c d les diff rentes crues Le volume vacu par la source pendant les phases de dilution correspond au volume compris entre le d but de la premi re chute et la remont e de la conductivit p riode D cf exemple de la crue n 1 du 07 mars 2002 ill 66 Les flux de chlorure export s ainsi que les valeurs instantan es en d but et fin des p riodes de dilution sont galement report s Les param tres hydrologiques des crues correspondantes sont galement pr sent s n Crue D bit D bit pic del D bit fin Dur e de Volume coul Flux i de CI Flux de CI export pendant fin piston de crue de dilution la dilution pendant dilution fin dilution la phase de dilution m3 s m3 s m3 s h 106m3 kgs en tonne 7 98 9 74 9 29 24 0
39. n a bG Abiri vss el insti mess gliucaninuses bG atian calcaires a 1 arid es 1 sail Cr tac inferieur sp cifique A Quillan n e Albizn sup r aur cin semble calcaire avec olictalithrs n hM hini manes Tires sup nenves A Sp d Albien calcalras 1 360 aucon aux de la Lalle di bac 22 Ar Pr nm uni n2 8bt Ya anc nica 5 Aptien sup rieur na zares argenicrs nbb Agilien mauer el sap eu Ganges sr s Inditterenci s mar 16 calcar es calcaires marnes g t Garjasie1 meneur calearse sangs n Eup TAUT NG Alb n Tames rombes iris gt alabor 3 qr seassse Sil n inf rieur gues escon n6b Jhie1 SUS TIAUIT MAMES LOGOS nos Clear sy ME T ai N5h2 Car143181 s zarisur 69 et M3 NE LB 201 Ort me zl SI Cal de synclital Bzirhesilin Apte indif rencd na 7 ct ma mes Orbitelincs uolian 502 6 Ap en et Alben traines et nrarnis calcalree m tamo phke z du N 502 E doJllen eup reur menes et seleg n2 5 valaigin en Ast en selcalres et me no da calres 1 baml rp ailede isu el Clyrisay sirer n t Slben gues de lz Dally ii Der Z srsay sien Albien marnes nores nm riesres 3 Dpoles noU Clansay sies valse es Tacits urgonier Agi se ders N5k2U Gerg sicn supericar ca sares 3 faci s Urge er nbbt
40. nozo que Tertiaire Albien Aptienmoyen Gargasien sup Aptien Calcairesurgoniens Aptien inf Marnes etmarno calcaires Cretaceinf Valanginien a Barr miensup Dogger etMalm carbonat s Lias sup Marneux Lias inf carbonat Trias Silurien schisteux Ordovicien et horizontale mm 0 0 5 1km Illustration 4 Coupe g ologique interpretative cf localisation ill 3 entre Vingrau et Bompas au niveau du synclinal du Bas Agly Du Cou dic et Le Strat 2003 La photo interpretation permet de distinguer une densite importante de fractures sur les s ries m sozo ques calcaires ill 5 Les fractures et les bancs relev s en photo a rienne ont t report es sur les cartes topographiques et g ologiques afin de les int grer dans le dessin de la coupe interpr tative Le style d duit de cette portion de structure au niveau du flanc nord est appliqu au reste de la formation E ii H Ke L Dee a an n SW ts BRGM RP 52919 FR Rapport final 25 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Afin de dresser cette coupe interpr tative les paisseurs des s ries indiqu es dans la litt rature ont t prises en consid ration dans la mesure du possible Ces paisseurs sont indiqu es dans le tableau ci apr s ill 6 Age Nature Hydrog ologie Epaisseur fin du Cr tac inf marnes et marno calcaires imperm able plus de 300 m Gargasien in
41. pluie efficace sur les calcaires affleurants La r ponse du syst me linfiltration de la pluie efficace pr sente un pic marqu en moins de deux jours puis d croft rapidement jusqu ce que le d calage atteigne 20 jours environ Les coulements dits r gionaux concernent les circulations profondes chaudes et min ralis es en raison d une contamination d eau en provenance de l tang de Salses Leucate L alimentation par les pertes du Verdouble et de l Agly joue un r le pr pond rant sur l organisation des coulements profonds du syst me karstique Deux modes d intrusion d eau sal e de l tang sont possibles pour le syst me karstique le premier direct dans les zones o les calcaires sont directement en contact avec l tang cf ill 61 le second indirect par l interm diaire de la faille de Leucate d orientation NE SO dans le prolongement de la faille de Prades qui passe au niveau de l tang En effet une tude sur la recherche de la contamination bact riologique de certaines tables conchylicoles de l tang de Salses Leucate Ladouche et al 2000 a montr qu une relation hydraulique existe entre le fond de l tang et les calcaires de Leucate en p riode de hautes eaux lorsque le karst est en charge En p riode de basses eaux la charge dans le karst n est pas suffisante pour observer de l eau douce au fond de l tang Ladouche et al 2000 et le ph nom ne inverse intrusion n est pas exclure BRGM R
42. pr vision int de conf de conf 95 95 1 1 53 6 0 39618 0 5105 0 1144 0 4296 0 2448 0 7763 2 1 119 7 0 77278 0 9152 0 1425 0 5351 0 6268 1 2037 3 1 201 4 1 09476 1 4155 0 3207 1 2046 0 9432 1 8877 4 1 97 7 0 85014 0 7805 0 0696 0 2614 0 5178 1 0433 5 1 62 09 0 37548 0 5625 0 1870 0 7026 0 3033 0 8218 6 1 66 63 0 77508 0 5903 0 1848 0 6940 0 3335 0 8472 7 1 9 0 51624 0 2375 0 2788 1 0470 0 0986 0 5736 8 1 32 83 0 2052 0 3834 0 1782 0 6693 0 0914 0 6753 9 1 147 58 1 67976 1 0859 0 5938 2 2304 0 7461 1 4258 10 1 38 53 0 42516 0 4183 0 0069 0 0259 0 1348 0 7017 11 1 22 42 0 12859 0 3196 0 1911 0 7176 0 0100 0 6293 Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque qui n est que de 0 28 Les variables s lectionn es apportent donc une information significative au mod le La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Variable X1 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Donn es fonction de r gression 95 confidence range 2 5 21 Variables qualitatives Aucune d 1 5 Moyenne Ecart type Min Max Y 0 65630618 0 44793957 0 128592 1 67976 Variable X1 7 31363636 6 68677542 1 49 24 85 L Coefficient de corr lation r 0 9707 0 5 Coefficient de d termination r2 0
43. senter une volution p riodique long terme ill 52 En effet les temp ratures des mois d t apparaissent plus l v es que celles des mois d hiver ce qui sugg re une l g re influence saisonni re du climat les temp ratures atmosph riques des mois d t sont sup rieures celles des mois d hiver Ces r sultats peuvent s expliquer par la position des centrales d acquisition par rapport aux mergences Pour les sources de Font Dame et Font Estramar les centrales d acquisition de conductivit temp rature sont situ es respectivent a environ 500 et 300 m des mergences Les eaux ont le temps d tre influenc es d un point de vue thermique par la temp rature de l air compte tenu des distances aux mergences BRGM RP 52919 FR Rapport final 81 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Densit spectrale de puissance relative 1 00000 0 10000 0 01000 0 00100 0 00010 0 00001 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 fr quence h 1 Temp rature Fontestramar 0 30 Densit spectrale de puissance relative 1 0000 0 1000 24 h 12 h 0 0100 0 0010 8 h 0 0001 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 fr quence h 1 Temp rature Fontdame ruisseau Densit spectrale de puissance relative 1 00000 0 10000 C 0 01000 0 00100 0 00010 0 00001 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 fr quence
44. sidus EN pr vision int pr vision int r duits S lt de conf de conf 95 95 1 1 2 4 0 39618 0 2956 0 1006 1 0868 0 1485 0 4427 2 1 7 98 0 772776 0 6646 0 1082 1 1690 0 5359 0 7932 3 1 11 37 1 09476 1 0737 0 0210 0 2273 0 8017 1 3458 4 1 9 31 0 85014 0 7922 0 0579 0 6261 0 6729 0 9114 5 1 3 23 0 37548 0 3827 0 0072 0 0776 0 2546 0 5107 6 1 7 92 0 77508 0 6701 0 1050 1 1346 0 5470 0 7931 7 1 6 54 0 51624 0 5966 0 0803 0 8680 0 4792 0 7140 8 1 2 48 0 2052 0 3329 0 1277 1 3794 0 2004 0 4653 9 1 24 85 1 67976 1 7497 0 0699 0 7553 1 4854 2 0139 10 1 2 88 0 42516 0 3909 0 0343 0 3700 0 2567 0 5251 11 1 1 49 0 128592 0 2705 0 1419 1 5335 0 1319 0 4091 Statistique de Durbin Watson Dw 1 2569 Interpr tation des r sultats Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque qui n est que de 0 01 Les variables s lectionn es apportent donc une information significative au mod le La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Variable X1 BRGM RP 52919 FR Rapport final 185 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Donn es fonction de r gression 95 confidence range 1200 o 1000 e 800 E Moyenne Ecart type Min Max an Y 626 94 260 329224 304 308 1097 28 400 Variable X1 77 4072727 58
45. 0411 6318 4610 11 1 22 42 1596 96 3256 6940 1659 7340 0 6884 452 3641 6061 0240 Statistique de Durbin Watson Dw 1 2424 Interpr tation des r sultats Choisissez d autres variables explicatives en remplacement de celles utilis es ici Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque de 5 10 Etant donn le niveau de signification choisi le mod le est donc mauvais La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Variable X1 188 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Moyenne Ecart type Min Max Y 4946 44 3013 51 1394 39 11154 96 Cumul pluie Variable X1 77 41 58 84 9 00 201 4 Q d but Piston Variable X2 1 41 0 78 0 71 3 63 Q fin Piston Variable X3 7 31 6 69 1 49 24 85 Volume pistonn Variable X4 0 44 0 16 0 27 0 68 Coefficient de corr lation r 0 9289 Coefficient de d termination r2 0 8628 Coefficient de d termination ajust 0 7713 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y Degr s de lib Somme des Cars de Fisher Pr gt F carres moyens Modele 4 78349983 19587496 9 4305 0 0093 R sidus 6 12462269 2077045 Total 10 90812252 Analyse du mod le Type SS Source DF Type I SS Canes F de Fisher Pr gt F moyens Variable X1 1 32690630 32690630
46. 10 100 1000 1 Sr Fontdame Case de bone 2001 po Pertes Agly A Fontestramar Pertes Verdouble Illustration 103 Rapports isotopiques du strontium Sr Sr en fonction de l inverse des teneurs en strontium 22 x P Dans une repr sentation semi logarithmique les droites de m lange sont repr sent es par des courbes plus ou moins incurv es 142 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 On montre que les rapports Sr Sr des eaux des forages P chot Mas Nou maison de retraite et AEP F3 de Salses pr sentent une signature isotopique similaire celle des eaux du karst non sal Ce r sultat confirme donc que les aquiferes poreux sont quasi exclusivement aliment s par les eaux du karst dans le secteur de Salses Au niveau de la pisciculture les eaux des chenaux fluviatiles du Plioc ne continental pr sentent une signature isotopique tr s similaire celle des sources de Font Dame et de Font Estramar Ce r sultat indique que le karst sal contribue essentiellement l alimentation de ce r servoir Ce r sultat est galement corrobore par le suivi hydrodynamique ill 104 On montre que la signature isotopique des eaux au niveau du mas Lamer Mona et Sainte Marie de Vespeille est expliqu e par une contribution de pr s de 90 d eau du karst Au niveau du forage AED F3 de Rivesaltes la contribution du karst est plus fa
47. 148 9056 0 5720 372 6074 879 5255 6 1 66 63 1097 28 626 3253 470 9547 1 8092 375 1764 877 4743 7 1 9 684 623 0385 60 9615 0 2342 294 4382 951 6389 8 1 32 83 304 308 624 3976 320 0896 1 2297 338 9407 909 8545 9 1 147 58 969 12 630 9422 338 1778 1 2991 298 6990 963 1853 10 1 38 53 771 912 624 7227 147 1893 0 5654 347 5856 901 8599 11 1 22 42 433 08 623 8039 190 7239 0 7327 321 0100 926 5978 Statistique de Durbin Watson Dw 1 5860 Interpr tation des r sultats Choisissez d autres variables explicatives en remplacement de celles utilis es ici Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque de 97 00 Pour le niveau de signification choisi les variables s lectionn es apportent donc une information insuffisante au mod le La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Constante BRGM RP 52919 FR Rapport final Moyenne Y 626 94 260 329224 Ecart type Variable X1 7 31363636 6 68677542 Coefficient de corr lation r 0 4479 Coefficient de d termination r 0 2007 Coefficient de d termination ajust 0 1118 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Min 304 308 1 49 Max 1097 28 24 85 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y Degr s de lib Somme gee carr s Mod le R
48. 15 7390 0 0074 Variable X2 1 1272388 1272388 0 6126 0 4636 Variable X3 1 40764952 40764952 19 6264 0 0044 Variable X4 1 3622014 3622014 1 7438 0 2348 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes Probabilit Borne inf de Borne sup de Valeur Ecart type 5 corresponda l intervalle l intervalle nte 95 95 Constante 1514 20829 1804 9975 0 8389 0 4337 5930 8813 2902 4647 Variable X1 41 427308 20 1835 2 0525 0 0859 90 8147 7 9600 Variable X2 2457 00884 889 2630 2 7630 0 0327 281 0591 4632 9586 Variable X3 469 520804 103 7787 4 5242 0 0040 215 5832 723 4584 Variable X4 6231 79252 4719 1184 1 3205 0 2348 5315 4827 17779 0678 L quation du mod le est Y 1514 20828854533 41 4273079988761 X1 2457 00884240852 X2 469 520804307346 X3 6231 79251621785 X4 Analyse des r sidus Borne inf Borne sup R sidus ge a pe A Observations Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus 2 pr vision int pr vision int r duits lt de conf de conf 95 95 1 1 53 6 1768 608 873 7355 894 8725 0 8016 3057 1579 4804 6289 2 1 119 7 1394 388 3250 3459 1855 9579 1 6625 602 2587 7102 9506 3 1 201 4 8049 528 8258 4514 208 9234 0 1871 3094 5004 13422 4025 4 1 97 7 6872 7852 6884 9791 12 1939 0 0109 2977 7254 10792 2327 5 1 62 09 5188 716 3683 7383 1504 9777 1 3481 551 0765 6816 4001 6 1 66 63 5666 04 5295 9633 370 0767 0 3315 2630 7872 7961 1393 7 1 9 4536 36 5969 6548 1433 2948 1 2839 2176 0717 97
49. 1927 1 2036 6 16 1 7 56 2332 2259 8 72 2 0 9 2197 7 2322 0 17 1 7 23 2279 2149 3 129 7 1 6 2090 3 2208 3 18 1 7 43 2310 2216 3 93 7 1 2 2155 4 2277 2 19 1 1 613 297 268 5 28 5 0 4 201 3 335 6 20 1 2 75 700 649 2 50 8 0 6 593 0 705 4 21 1 3 87 1085 1024 2 60 8 0 7 975 3 1073 1 22 1 4 92 1412 1375 8 36 2 0 4 1329 1 1422 6 23 1 7 74 2500 2320 1 179 9 2 2 2256 1 2384 0 24 1 8 73 2600 2651 6 51 6 0 6 2576 7 2726 5 25 1 5 98 1760 1730 8 29 2 0 4 1680 9 1780 6 26 1 8 32 2460 2514 3 54 3 0 7 2444 1 2584 5 Statistique de Durbin Watson Dw 1 3933 Interpr tation des r sultats Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque qui n est que de 0 01 Les variables s lectionn es apportent donc une information significative au mod le La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Constante BRGM RP 52919 FR Rapport final 179 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Donn es fonction de r gression 95 confidence range 900 800 700 4 600 Moyenne Ecart type Min Max 500 Y 571 8528 106 283873 393 048 673 2 S CH Variable X1 2 5276 0 91578862 1 128 3 64 agg BE 200 Coefficient de corr lation r 0 8454 age Coefficient de d termination r2 0 7148 il Coefficient de d termination ajust 0 6197 9
50. 44 La proc dure de calcul utilis e permet de restituer de mani re satisfaisante les d bits moyens des pertes de l Agly estim s par la DDAF Cette comparaison permet une validation a posteriori de la proc dure de calcul mis en uvre Le d bit moyen des pertes de l Agly pour la p riode du 01 02 1997 au 19 08 2003 est de 810 l s Le d bit moyen cumul des pertes de l Agly et du Verdouble est donc de l ordre de 1 500 I s sur la p riode 1997 2003 L illustration 45 permet de faire une comparaison entre les d bits des pertes de l Agly et du Verdouble ainsi estim s Une diff rence essentielle caract rise les deux chroniques lors des p riodes estivales On montre que le d bit des pertes de l Agly est tr s nettement sup rieur celui du Verdouble en raison du soutien des d bits de l Agly par le barrage de Caramany ill 46 En raison du soutien par le barrage le debit des pertes lors des p riodes estivales se trouve artificiellement augment ce qui d un point de vue hydrog ologique a une r percussion sur la recharge et vraisemblablement sur la charge hydraulique de Paquifere karstique La r alisation d un pi zom tre au niveau de la zone des pertes permettrait de mieux comprendre la fonction d entr e que constituent les pertes de l Agly et du Verdouble dans le fonctionnement global du syst me karstique d Opoul et du synclinal du Bas Agly BRGM RP 52919 FR Rapport final 69 valuation des ressources en eau des C
51. 90070 020 d cv 0 9 0 L E c ve 88 80 0 101 6961 870 69 0 Co 6 Ze 8 69 80 0 LS 07 00 0 0910 LO OU G900 0 96 LV 961 81 10 20 2 00 60 1 2 10 1 0 81 00 10 LE O0 cv 0 9970 150 92 Le 621 ove G97 bp ZOO 6600 9 GV 619 899 LC 06 99 Ic 02 0 ce 0 GZ00 0 GZ00 0 10 960 GH 99 68 80 60 88 11 50 18 01 20 98 60 06 68 70 52 88 70 7 18 60 11 98 70 20 66 01 70 66 90 90 G 0 9G 0 L I 692 0 96 2100 Ce 69 v el GE 92 9000 9 LV 98 0 92 98 90 80 86 90 C0 S6 70 7 86 cC0 70 6 01 0c 120 ce 0 0 LG OU 6 v LV 0192 0561 yes v 88 CO O 190 0 v8 E cl 1212 DEL Ec GE 991 910 GE 0 Sv00 0 LLO O 98 0 280 16 661 08 60 52 6Z 80 El 08 70 5 61 10 22 6 60 cCcC 26 11 02 ov 0 UU 9 vc 6 26 290 0 112 Gee GL 98 99 9900 0 ck 962 81 10 61 11 01 61 26 60 22 6 G0 1 1 veo 69 FI 161 0 66 0900 Le ded Oc 91 Ge 0 420070 960 GEI 21 70 02 21 10 62 c6 90 81 6 10 62 vy 0 6c 6 0 GC 1 76 2900 OV 989 GE 61 0071 G900 0 98 0 6S 92 80 02 92 70 61 16 60 2 6 40 0 L cv 0 oo 8 0 c ve L Gp 42910 019 v 9 Vi 0011 5000 420 v9 EZ 01 20 EZ 90 90 y n uibiEd EW UO IJULA uoliu UAPA 6 ap lilenb usen op 818119 auuaAouw SS H
52. A Pertes Illustration 56 Evolution des rapports isotopiques du strontium des eaux en fonction des teneurs en strontium BRGM RP 52919 FR Rapport final 87 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Dans cette repr sentation les signatures des eaux de Font Dame et de Font Estramar ne semblent pas tre influenc es par le p le du Trias ce qui est confirm l aide de la repr sentation de l illustration 57 0 7095 P le Marin 0 7090 Droites de m lange 0 7085 875 B G 0 7080 Roboul Chique P le Pertes P le Trias Sce Fouradade 0 7075 0 7070 50 100 150 200 250 300 350 400 SO4 Sr Font Estramar u Font Dame O Cases de Pene A Pertes Agly A Pertes Verdouble Illustration 57 Evolution des rapports isotopiques du strontium des eaux en fonction des rapports molaire S Sr En effet on montre l aide du diagramme Sr Sr vs SO Sr que les signatures des eaux des sources de Font Dame et Font Estramar s inscrivent dans un triangle de m lange d fini par les p les marin Roboul et pertes Agly Verdouble l aide de l illustration 58 qui exprime l volution des teneurs en sulfate en fonction des concentrations en chlorure on montre que les eaux des pertes de l Agly et du Verdouble apportent des quantit s de sulfate non n gligeables environ 150 mg l au syst me karstique d Opoul
53. H cbg Campar en Waastichten varres de la Meur e d bris d seute de Dhosau eme lentilles S ngl r ratiqiee ja Dpr irzit renri d ies cf alza iran 74 a 1 H d 1 1 H b fe eger ir zi fennrif do amirin ot ralzaien 7 1 1 ted 1 1 aranzi es BR SE 2 Eajocle1 Betr cnlen calcalree tine en de les q vsesites PALEOZOIQUE 1 1 H C5b 63G Cempanlen 3 M asecmcatlen gr s des cue 4 teule etvesement de Anozau1ers iuran calcairzs brans om calza res argilaux cris Corral dzlnmirs et 1 1 H 1 cht Campanier meyen memes rages de Sa rpa gne i ml calcaires Lencatsi 7 Se r Ferien gr s zugns 1 D 1 H 5a Cempan en Int rleur gr s d jet Complexe tarig ne tuviatile 2 l cib sup rieur raza en Gcifaux radintsn Gi Ja 3atholen doorrles aolr e h Hzons calcaires Solign he Esscirble St pha qien meyer du Sarat gr la Crzimade i i d b Santor en sup eur gr s deltage i Dalhonien cleats gi s noirs Aer e Tug D h Cartonit re Indl arensi cibM m prirur marnes de Soi draigne hie 0 Eafhonl n 4o 9 Ties 101165 2201 RC 1 cit renri facies caire i 63 da Co rlaclen t p rieur Samonten Inter eur es Micraaber iz salesirez noire Techar hK Carbsnlt re Irclt rencl tad An 4 l r J 8 r r LU i 1
54. Le volume dynamique d duit de l analyse des courbes de r cession est estim 25 6 millions de m variable d un cycle l autre Le rapport des deux volumes estim s de l ordre de 0 36 donne une bonne image du pouvoir r gulateur du syst me La p riode 1997 2003 contraste fortement avec les p riodes pr c dentes 1971 1982 1984 1996 le volume de r gulation estim est nettement plus faible de l ordre de 29 millions de m seulement Le caract re nettement plus non lin aire du syst me mis en vidence pour la p riode 1997 2003 semble galement se traduire par un volume de r gulation plus faible Depuis la mise en eau du barrage de l Agly le soutien des d bits de l Agly lors des p riodes estivales notamment a modifi les conditions d alimentation du karst au niveau des pertes BRGM RP 52919 FR Rapport final 73 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 L cart entre les volumes minimaux et maximaux est r duit l tat des r serves du karst s approche de leur valeur maximale L effet du soutien de l Agly par le barrage se traduit donc par un apport d eau plus important au syst me Ce r sultat est coh rent avec ceux obtenus par les autres m thodes Ces r sultats tablis pour cinq cycles hydrologiques demanderont tre v rifi s au cours de la seconde phase du projet S il venait se confirmer le changement de comportement du syst me depuis 1997 syst me globalement dava
55. O E O 100 10 100 1000 10000 100000 CI mg l Pontestramar FontDame m Mer Illustration 54 volution des teneurs en sodium potassium et magn sium en fonction des concentrations en chlorure BRGM RP 52919 FR Rapport final 85 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 1000 D E 100 O 10 100 1000 10000 100000 CI mg l o Fontestramar FontDame m Mer 10000 1000 E o 100 10 100 1000 10000 100000 CI mg l o Fontestramar FontDame m Mer Sr mg l 100 1000 10000 100000 CI mg l Fontestramar FontDame m Mer Illustration 55 volution des teneurs en calcium sulfate et strontium en fonction des concentrations en chlorure 86 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Dans ce contexte l une des explications possibles qui permettrait d expliquer l enrichissement en calcium sulfate et strontium des eaux serait d envisager un contact des eaux avec les vaporites du Trias La probl matique de r le ventuel jou par le Trias peut tre tudi e l aide des isotopes du strontium Rappelons que les eaux qui drainent les roches acqui rent la composition isotopique en Sr rapport Sr Sr des min raux de cette roche les plus sensibles la dissolution Ainsi les eaux qui drainent des roches silicat es grani
56. On montre que la signature des eaux de la source de Font Estramar en p riode de crue volue vers le p le Roboul contrairement la source de Font Dame En effet la signature de la source de Font Dame est globalement expliqu e par le r sultat d un simple m lange deux composantes p le marin et p le pertes L illustration 58 permet en outre de montrer que la signature des eaux de Cases de pr lev es lors de l essai de pompage sont tr s proches de celles des pertes Les points apparaissent tr s loign s de la signature des eaux du p le Roboul Ce r sultat indique donc que les pertes contribuent majoritairement l alimentation de ce sous systeme karstique 10 z e Dans une repr sentation semi logarithmique les droites de m lange sont repr sent es par des courbes plus ou moins incurv es 88 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 10000 P le Marin 1000 P le Pertes 504 mg l 100 Droites Ke m lange Roboulg 1 10 100 1000 10000 100000 CI mg l Font Estramar u Font Dame o Cases de Pene A Pertes Agly FE Plongeur A Pertes Verdoubles Illustration 58 volution des teneurs en sulfate des eaux du karst d Opoul en fonction des concentrations en chlorure Les diagrammes Sr Sr vs SO Sr f Sr Sr vs Ca Sr Sr Sr vs Cl Sr non repr sent s
57. Salses Mas P chot avec quelques l s L origine de la salinit des sources de Font Estramar et de Font Dame est li e a Pinirusion recente quelques dix ans de Teau de Tetang de Salses Leucate Pinirusion peut prendre place au niveau de la faille de Prades probablement reli e au r seau de drains karstiques et au niveau des affleurements des calcaires le long de l tang Des diff rences de salinit se marquent entre les exutoires la salinit de Font Estramar r sultant d une contribution de 10 d eau sal e et celle de Font Dame de 5 L anomalie thermique des exutoires implique des circulations a une profondeur estim e quelques 360 390 m profondeur coh rente avec les profondeurs de karstification de 400 m sous le niveau actuel de la mer des calcaires Deux types d coulement prennent place au sein de ce syst me avec des coulements locaux de subsurface pluies pikarst dans le r seau de drainage ou dans les syst mes annexes au drainage et des coulements r gionaux pour lesquels les infiltrations au niveau des pertes jouent un r le important 4 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Des perspectives ont t d gag es au terme de cette premi re phase en vue de la phase Il du projet BRGM RP 52919 FR Rapport final am lioration de la connaissance de la fonction d entr e du syst me karstique binaire au niveau des pertes avec l impla
58. amp gaucoria n5k Clansev sien mames gle iconleusa Caihrtoli1e2 n t 3 Sarpisien ir Hie emie calal xn fades Diyan eri Asrixinon 1562 Gates 5101 St 2efteut Salaires ble 175 m mic c lcalres et mans usines Hu 1561 Apher eup net CANIN INTE tir mar 135 3 5 cL as marnes ef calcalrez argiler x Orsitolines Cash n4 Sa1 Aarcirien sup rieur Redralier calcai ze silar nd Bag rien altemances de calcaires Orzitalir es ct Characters 2 4 Valengir en Hauterivlen ei Be r mle vo calealres qru eletic caleairss acgilene et calcaires noir Widens A Ostracadrs ni Rerriaisier cales rom lt laqietrs 5 kir Bassin du Roussillon Vraib Meecha yei KRITT sra Illustration 2 L gende de la carte num rique g ologique des Corbi res cf CD ann 1 RP 52918 FR Aunay et al 2004 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 1 2 tude g ologique du synclinal du Bas Agly Le synclinal du Bas Agly est un pli important d axe est ouest affect par des failles Son flanc nord s appuie sur le synclinal de Saint Paul de Fenouillet avec un pendage faible alors que son flanc sud est fortement redress A l est entre Espira de l Agly et Rivesaltes les formations m sozo ques sont au contact avec
59. aquif res karstiques th se de Doctorat univ de Dijon Ann Speleol 1974 3 p 283 332 1974 29 4 p 495 601 1975 30 1 p 21 124 Moore Y H Stoessel R K Easley D H 1992 Freshvvater seavvater relationship within a groundwater flow system Northeastern coast of the Yucatan Peninsula Groundwater vol 30 no 3 p 343 350 Padilla A Pulido Bosch A 1995 Study of Hydrographs of Karstic Aquifers by means of correlation and cross spectral analysis J Hydrol 168 p 73 89 Petit V Ladouche B Dorfliger N 2002 Compte rendu et interpr tation du pompage d essai de puits et nappe longue dur e a Cases de BRGM RP 51394 FR Pinault J L 2001 Manuel d utilisateur de TEMPO logiciel de traitement et de mod lisation des s ries temporelles en hydrog ologie et en hydrog ochimie Projet Modhydro BRGM RP 51459 FR 221 p Remenieras G 1960 L hydrologie de l ing nieur collection du laboratoire national d Hydraulique Eyrolles Salvayre H 1977 Sp l ologie et hydrog ologie des massifs calcaires des Pyr n es Orientales Conflent 249 p Salvayre H 1969 Compte rendu des travaux du GERS Spelunca 3 p 191 Serrat P 2000 Gen se et dynamique d un syst me fluvial m diterran en le bassin de l Agly France th se de doctorat en g ographie univ de Perpignan 653 p Stringfield V T Legrand H E 1971 Effects of karst features on circulation of water in car
60. au nord de Vingrau au sud le flanc sud du synclinal du Bas Agly est en contact avec les marnes du Lias au sud est le karst s enfonce sous les mat riaux plio quaternaires du bassin du Roussillon la formation carbonat e est cisaill e et abaiss e par la faille de Prades faille normale Il y a vraisemblablement une continuit hydraulique entre le massif calcaire karstique et l aquif re multicouche du Roussillon mais peu d informations sont disponibles sur des transferts ventuels entre les deux syst mes et la g om trie du secteur est mal connue cf 2 5 1 Des calculs estimatifs partir de simulations hydrauliques sur un cas th orique pour appr cier les flux entre deux formations de perm abilit contrast e karst et plio quaternaire et affect e pour le karst par des drains nombre et taille variable sont mises en uvre les secteurs d change entre les deux aquif res sont d termin s consid rant la g ologie et galement les r sultats de la campagne spatiale de caract risation hydrog ochimique cf 2 5 2 N anmoins il est consid r que le jeu de la faille a entra n un contact entre les calcaires karstifi s m sozo ques et l aquif re multicouche plioc ne dans le bassin du Roussillon ill 14 Plusieurs auteurs ont indiqu la pr sence d une continuit hydraulique entre le massif calcaire karstifi et l aquif re multicouche du Roussillon Gadel 1966 Chabart 1996 et Duriez 2002 L aquif
61. cite de la fagon suivante Ladouche B D rfliger N avec la collaboration de Izac J L Cubizolles J Le Strat P Du Couedic C Aunay B Thomson P 2004 Evaluation des ressources en eau des Corbi res Phase Synth se de la caract risation des syst mes karstiques des Corbi res orientales Rapport final Volume 2 Caract risation g ologique et hydrog ologique du syst me karstique du synclinal du Bas Agly BRGM RP 52919 FR 196 p 109 ill 5 ann BRGM 2004 ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Synth se D ans le cadre du projet valuation des ressources en eau souterraine des syst mes aquif res karstiques des Corbi res initi au cours du premier trimestre 2001 projet cofinanc par les conseils g n raux des Pyr n es Orientales et de l Aude par l Agence de l Eau Rh ne M diterran e Corse et le BRGM cinq syst mes karstiques ont fait l objet d une premi re caract risation au cours de la premi re phase du projet 2001 2003 Au terme de la phase 1 2001 2003 quatre rapports et un volume de synth se constituent le rendu et l interpr tation des principaux r sultats concernant la caract risation des syst mes karstiques suivants syst me karstique des Corbi res d Opoul Synclinal du Bas Agly syst me karstique de la Mouill re syst me karstique
62. conductivit hydraulique du milieu poreux gale 107 m s Les flux s coulant du milieu karstique vers le milieu poreux sont fonction de deux ensembles de param tres dans un premier temps les param tres du milieu karstique taille nombre g om trie des conduits sont pr pond rants sur ceux du milieu poreux BRGM RP 52919 FR Rapport final 137 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 dans un second temps lorsque la capacit d absorption du milieu poreux atteint son maximum la tendance s inverse ce sont les param tres du milieu poreux conductivit hydraulique qui contr lent les flux Une r partition la plus homog ne possible des conduits ou des fractures favorise les coulements du karst vers le milieu poreux Le manque de donn es pr cises sur la nature et la g om trie du contact existant entre le karst et le milieu poreux ne permet pas de mod liser les flux r els s coulant depuis le karst des Corbi res vers l aquif re plioc ne du Roussillon Des ordres de grandeur ont t tablis en supposant une capacit maximale d absorption de l aquif re du pliocene marin sableux et du Pliocene continental entre 200 et 420 l s Il s agit de valeurs maximales car la surface de contact r elle entre le karst et le milieu poreux est inf rieure celle estim e 2 5 2 Approche hydrog ochimique La probl matique des interactions entre le karst et les aquif res du Plio qu
63. de 24 jours environ composante pr v nementielle temps de transit de 185 jours environ Le temps de transit de la composante v nementielle est rapprocher de la valeur du temps d infiltration estim partir de l analyse des courbes de r cessions 19 7 jours Le temps de transit de la composante pr v nementiel est rapprocher de la valeur du temps de transit des pertes estim es pr c demment pour le syst me global cf 2 4 4 128 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 4 5 Synth se des r sultats par mod lisation inverse Les mod lisations inverses des relations pluie d bit et des variations temporelles des temp ratures et des teneurs en chlorure ont apport de pr cieux renseignements sur le fonctionnement hydrog ologique du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly Les r sultats obtenus permettent la fois de mieux contraindre le sch ma conceptuel de fonctionnement et de d duire des informations sur la dynamique de ces syst mes L tude comparative du syst me karstique l aide de trois approches m thodologiques distinctes met en vidence les principaux points suivants La surface du bassin d alimentation est tr s nettement sup rieure 300 km la surface de l impluvium de calcaire affleurant 166 km Ce r sultat d note la part importante jou e par les pertes l alimentation d
64. de mar e maritime notamment proximit imm diate des sources de trop plein Font Dame et Font Estramar Les r sultats indiquent donc qu une connexion hydraulique existe entre le syst me karstique et l tang de Salses Leucate Les r sultats g ochimiques confortent l existence de cette connexion hydraulique L analyse long terme de Thydrogramme de Font Estramar montre que le syst me karstique a un comportement non homog ne vis vis du stockage recharge et d charge des r serves en fonction des conditions hydroclimatiques Le syst me pr sente pour certaines p riodes une tendance destocker de l eau l chelle annuelle p riode 1984 1996 ou au contraire stocker de l eau p riode 1971 1982 Pour la p riode 1971 1982 le volume de r gularisation du syst me a t estim 68 millions de m ce qui constitue une valeur importante Une valeur similaire de 67 millions de m a t estim e pour la p riode 1984 1986 Dans l tat actuel des connaissances la taille du r servoir peut tre estim e 70 millions de m environ 150 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Le volume dynamique d duit de l analyse des courbes de r cession est estim 25 6 millions de m variable d un cycle l autre Le rapport des deux volumes estim s de l ordre de 0 36 donne une bonne image du pouvoir r gulateur du syst me La p riode 1997 2003 c
65. des pertes et de la recharge par les pluies efficaces est pr sent e a l illustration 81 Lors des p riodes de basses eaux l essentiel de l coulement des sources est assur par l alimentation par les pertes Dans une seconde analyse nous avons valu le comportement du syst me karstique l aide des param tres de la seconde hypoth se toutes les pertes de l Agly et du Verdouble contribuent exclusivement aux d bits des sources de trop plein de Font Dame et Font Estramar la contribution de la pluie efficace l coulement repr sente 40 96 Les resultats en termes de fonction de transfert ne different pas de ceux obtenus pr c demment illustrations non pr sent es Les caract ristiques des r ponses impulsionnelles sont similaires celles de l illustration 80 La seule diff rence se marque au niveau de la qualit de la simulation Les d bits mod lis s sont l g rement moins bien restitu s que pr c demment ill 82 le coefficient de Nash tant moins bon que celui obtenu pr c demment cf ill 79 0 82 BRGM RP 52919 FR Rapport final 119 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 contre 0 85 dans le premier sc nario Ce r sultat apparait relativement coh rent avec les r sultats g ochimiques dans la mesure o la signature g ochimique des eaux de Cases de P ne est tr s nettement influenc e par l eau des pertes comme on l a montr pr c demment cf 2 3 2
66. des ressources en eau des Corbi res Volume 2 1000 950 25 04 02 essai 1 900 m 25 04 02 essai 2 14 05 02 essai 1 14 05 02 essai 2 850 Conductivity us cm O1 D Se 650 mu oo Zeen Ne 09000000000000005 000000008886 aanppggsseee00000000000 600 550 500 0 00 00 0 01 00 0 02 00 0 03 00 0 04 00 0 05 00 0 06 00 0 07 00 0 08 00 temps Illustration 1 Mesures de conductivit jaugeages chimiques de Cases de Pene 25 04 2002 et 14 05 2002 3000 e 2500 Point exclu de la regression 2000 E S 00 5 1500 3 2 y 1899 7 612 49 o R 1 1000 500 0 000 0 200 0 400 0 600 0 800 1 000 1 200 NaCl g l Illustration 2 Relation NaCl Conductivit faugeage chimique de Cases de 25 04 2002 tablie en laboratoire 194 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les d bits obtenus sont pr sent s dans le tableau r capitulatif ci dessous masse de sel inject kg 1 1 concentration moyenne kg m 0 0221 0 0202 25 04 2002 temps de passage s 355 380 d bit m s 0 127 0 130 difference 2 55 masse de sel injecte kg 2 2 concentration moyenne 0 0330 0 0326 14 05 2002 temps de passage
67. du karst au niveau des pertes du Verdouble est de 3 000 l s L volution temporelle des d bits calcul s d bits des pertes et de confluence avec l Agly pour la p riode 2001 2003 est pr sent e sur l illustration 4 en annexe Les calculs ont t effectu s pour la p riode du 01 01 1997 au 19 08 2003 Les valeurs observ es jaugeages ponctuels sont relativement bien restitu s Le d bit moyen des pertes du Verdouble pour cette p riode est de 706 l s Cette valeur est similaire aux estimations faites par Serrat 2000 d Hypoth ses pour l estimation des pertes de l Agly La proc dure utilis e pr c demment pour estimer le d bit journalier des pertes du Verdouble permet galement d estimer le debit du Verdouble la confluence avec l Agly Il convient maintenant d estimer le d bit du Maury afin d valuer le debit des pertes de l Agly Hypoth se 1 le d bit sp cifique l s km du Maury est identique celui du Verdouble Tautavel Connaissant la surface des deux bassins hydrographiques SBV Verdouble 305 km SBV Maury 84 km on d termine le facteur de proportionnalit qui lie le d bit du Verdouble Tautavel au d bit du Maury Q Maury estim 0 28 Q Verdouble Tautavel Hypoth se 2 la capacit maximale d absorption du karst au niveau des pertes de l Agly est semblable a celle du Verdouble 3 000 l s L volution temporelle des d bits des pertes calcul s est pr sent e l illustration
68. e 9E D mA 2 Ga a AN ale n WW 42 96 R Et Daf ge A x 4 a M 2 D Se 038 z Juauiaddojanad Mi JELUE NS 3 1U04 ap S N Y N N vonenossy 8661 9861 0 10 7 1 Sgnajgud nea p suoyqueYo sk sewes JUO ap asuasinsay BRGM RP 52919 FR Rapport final 96 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 a Revue bibliographique Dans les cas des aquif res karstiques c tiers il faut ajouter a la complexit habituelle du karst l existence de l eau sal e et de la zone de transition dont la dynamique peut devenir tres complexe Pulido Bosch et al 2001 Bien qu il existe de nombreuses publications sur le karst et sur la probl matique du biseau sal les travaux effectu s sur la th matique des aquif res karstiques c tiers et leurs relations avec l intrusion saline restent rares Cotecchia 1997 Van Dam 1999 Arfib 2001 Dans le cas d aquif res poreux la th orie de Ghyben Herzberg selon le mod le d quilibre hydrostatique de la lentille d eau douce sur l eau de mer l paisseur de la couche d eau douce vaut 40 fois l altitude de la surface pi zom trique peut tre utilis e couramment en respectant quelques conditions distribution homog ne des porosit s et des conductivit s hydrauliques Ce mod le permet de pr voir la position de la limite entre l eau douce et l eau sal e Plu
69. es 7 SS Mot d ce cs E Pa V aa AA e EE E EE ee A 097 87086 a Ai s Illustration 74 Contexte g ologique au niveau de l tang de Salses Leucate extrait de la carte n 1079 1 50 000 BRGM copyright En effet l tude sur la recherche de la contamination bact riologique de certaines tables conchylicoles de l tang de Salses Leucate Ladouche et al 2000 a permis de montrer qu une relation hydraulique existe entre le fond de l tang et les calcaires de Leucate en p riode de hautes eaux lorsque le karst est en charge En p riode de basses eaux la charge dans le karst n est pas suffisante pour observer de l eau douce au fond de l tang Ladouche ef al 2000 et le ph nom ne inverse intrusion n est pas exclure Ce ph nom ne est connu et nomm dans la litt rature par le terme fran ais inversac Une repr sentation conceptuelle du fonctionnement du syst me karstique est pr sent e l illustration 75 Dans ce schema sont report es les diff rentes circulations des eaux au sein du syst me ainsi qu une position sch matique du biseau sal Le karst alimente les chenaux fluviatiles du Pliocene continental comme on Ta montr par l tude g ochimique des interactions karst plio quaternaire cf 2 5 2 Aucune information n est disponible sur l extension spatiale de l intrusion sal e except e celle d termin e l aide des chantillons d eau pr lev s par les plongeurs cf loc
70. es sur le terrain prenant en compte la nature et l orientation des fractures et des microfractures Les failles sans prise en compte de la chronologie des jeux successifs des failles en ne consid rant que ellipsoide des deformations et non des contraintes les stylolithes illustrations de compression perpendiculaires la composante majeure de l ellipso de des d formations et les veines t moin d une tectonique de distension leur plan est orient perpendiculairement la composante mineure de l ellipso de de d formation ont t relev s l affleurement Huit sites ont t analys s par A Duriez 2002 au nord sites du plat de Crouzal route D227 pr s de Feuillat et le ch teau d Opoul Perillos l est au niveau de la r surgence de Font Estramar et au lieu dit Dessus des Moulins 500 m au NW de la source de Font Dame au sud au niveau de l ancienne carri re proximit du Mas San Miquel route D5 ainsi qu au forage de Cases de P ne et l ouest Planal de la Caune de TArago et sur le flanc sud ouest du mont d Estagel route D117 pr s d Estagel 317 donn es sont trait es pour le calcul de l ellipso de des d formations L histogramme des plans de drainage ill 9 montre que si les plans de drainage s orientent selon toutes les directions deux directions pr pond rantes ressortent i N45 N75 et ii N105 N135 De plus la repr sentation des plans selon un diagramme de Wulf il
71. finaux des phases pistons ill 67a b et d ni non plus aux d bits et flux initiaux en chlorure de la source Font Estramar avant la crue Les flux de chlorure export s au cours des phases pistons ne semblent pas corr l s au flux de chlorure instantan mesur a la fin de la phase piston Sur l illustration 67c on montre que le flux export est globalement constant pour les crues du groupe 1 qui rappelons le pr sentent un volume pistonn constant de 0 28 millions de m L analyse statistique effectu e cf test 0 en annexe 4 indique que la variance du flux de chlorure pistonn n est pas expliqu e par la variable flux initial de chlorure La quantit de chlorure export pendant les phases pistons des crues du groupe 1 Vp 0 28 10 m est de 572 106 t Pour les crues du groupe 2 l exception de la crue n 3 qui survient 9 jours apres la crue n 2 alors que le syst me est encore nettement influenc par cette derni re les flux export s sont statistiquement bien expliqu s par la variable flux initial en chlorure cf tests statistiques n 0 bis en annexe 4 Cette variable explique 94 de la variance du flux export ce qui constitue de bons r sultats Les flux export s des phases pistons lors des crues importantes groupe 2 semblent donc directement proportionnels aux flux de chlorure initiaux de la source avant la crue 102 BRGM RP 52919 FR Rapport final val
72. ill 43 la capacit minimale d absorption 300 le pour le syst me de la Bu ges Les capacit s maximale et minimale du karst voluent au cours du cycle en fonction de l tat de saturation du karst En d autres termes les premi res crues d automne pr sentent des capacit s maximale et minimale lev es Lors d une succession de crues rapproch es dans le temps les capacit s d absorption maximale et minimale diminuent ill 43 10000 Capacit d absorptio maximale 1000 Capacit d absorption minimale Capacit d absorption l s 100 100 1000 10000 100000 D bit amont l s Illustration 43 Illustration du fonctionnement hydrog ologique d une zone de pertes cas des pertes de la Bu ges H rault L tude d taill e du comportement hydrog ologique des pertes du Verdouble ne peut pas tre men e faute d un suivi hydrologique l aval des pertes Pour estimer le d bit journalier des pertes partir de la chronique des d bits journaliers de Tautavel DAFF 66 plusieurs hypoth ses simplificatrices sur le fonctionnement des pertes du Verdouble peuvent tre propos es hypoth se 1 les d bits des pertes sont reli s aux d bits amont par une relation puissance cf ill 1 ann 2 Qpertes 3 56 Qamont 0 791 R2 0 975 68 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 hypoth se 2 la capacit maximale d absorption
73. les crues importantes des p riodes printani res puis dans un second temps par une diminution lente en fin d tiage appara t donc comme contr l e par l importance relative des deux composantes de l coulement c est dire les composantes superficielle froide issue de la recharge par les pr cipitations et profonde chaude issue de l alimentation par les pertes C est au cours de leur remont e vers la surface que les eaux chaudes profondes se contaminent en chlorure par effet de densit principalement ill 93 2 5 INTERACTION KARST ET AQUIF RE PLIO QUATERNAIRE 2 5 1 Approche hydrog ologique par mod le th orique L histoire g ologique du karst des Corbi res est influenc e par l ant riorit de la karstification messinienne sur le remplissage pliocene Sur la bordure nord de la plaine de Rivesaltes les circulations karstiques profondes participent a la r alimentation du syst me aquifere plio quaternaire du Roussillon et notamment des niveaux captifs du Pliocene Chabart 1996 Gadel 1966 De plus les r sultats des campagnes spatiales de caract risation hydrochimique au niveau du karst et du Plio Quaternaire ont d mont la pr sence d environ 20 d eau issue du karst a un kilometre au sud de Rivesaltes cf 5 2 4 2 La continuit hydraulique entre les calcaires karstifi s des Corbi res et la partie nord de Taquifere plio quaternaire du Roussillon est prouv e Reste d terminer ou appr hender les ord
74. les deux aquif res analyse de sensibilit sur les param tres hydrauliques le nombre des conduits karstiques afin d y apporter des r ponses Les principaux r sultats l issue de cette premi re phase sont les suivants Le syst me karstique se d veloppe au sein des formations de calcaire massif du Jurassique sup rieur et du Cr tac inf rieur structur es en synclinal synclinal du Bas Agly pr sentant deux flancs dissym triques Ces formations sont karstifi es sur quelques 400 m parmi les plus de 1 000 m de formations potentiellement BRGM RP 52919 FR Rapport final 3 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 karstifiables comme on peut le d duire de l intersection des formations calcaires avec la surface topographique de Tincision messinienne du Roussillon Ce syst me est marque par deux axes de drainage principaux co ncidant globalement avec les deux flancs du synclinal La structure de ce synclinal est complexe affect e par une tectonique marqu e par les d formations r gionales faille de Prades et faille nord pyr n enne un doublement de s ries est probable au centre du synclinal Le r seau karstique qui s y d veloppe peut tre caract ris de r seau de type anastomos marqu par deux directions principales N45 75 et N105 135 Ce syst me karstique est un syst me binaire aliment par les pr cipitations de Pimpluvium valu quelques 165 km et par les per
75. niveau de la mer actuel Ces s ries sont affleurantes sur les flancs nord et sud du synclinal synclinal dissym trique affect es d une tectonique cassante et d un faible pendage au nord et d un pendage tr s fort au sud flanc redress Un doublement de s rie est probable au centre du synclinal sous couverture m sozo que et c nozo que Les plans de drainage se d veloppent selon toutes les directions laissant penser l existence dun r seau de drainage de type anastomose avec n anmoins deux directions predominantes N45 75 et N1057 135 Ces deux directions correspondent globalement aux deux directions d coulement souterrain mis en vidence par essai de tra age Delimitation du syst me karstique Le syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly est un syst me binaire l est aliment par les pr cipitations sur Timpluvium des calcaires affleurant ainsi que par les pertes de cours d eau principalement celles de l Agly aval d Estagel amont de Mas de Jau et du Verdouble aval du Mas d Alzine et dans une moindre mesure par les pertes du Roboul La superficie de l impluvium des calcaires affleurants permettant la recharge par les pr cipitations est d environ 165 km Ce bassin est d limit partir des connaissances g ologiques et des connexions hydrauliques prouv es ou suppos es par essais de tra ages artificiels Les limites de Timpluvium des calcaires affleurants pour le sys
76. non n gligeables environ 150 mg l au syst me karstique d Opoul et permettent donc d expliquer l enrichissement en sulfate observe En p riode de crue la signature g ochimique de la source de Font Estramar est expliqu e comme le r sultat d un m lange trois composantes pertes tang et karst d Opoul Ce dernier p le est peu min ralis et pr sente notamment de faibles concentrations en sulfate lt 20 mg l En p riode de basses eaux les signatures des sources de Font Dame et Font Estramar s expliquent principalement comme le r sultat d un m lange a deux composantes pertes et tang La composante profonde et chaude de l coulement est caract ris e par des eaux d infiltration r centes quelques ann es tout au plus ayant circul e 400 m de profondeur au maximum D un point de vue chimique les eaux sont rattacher celles des pertes 2 3 3 Caract risation du m canisme de salinisation du syst me kastique par l tude des donn es physico chimiques de la source de Font Estramar La source de Font Estramar est la r surgence la plus importante du syst me karstique des Corbi res La source de type vauclusien merge d une vasque noy e d une trentaine de m tres de diam tre et d une dizaine de m tres de profondeur Le r seau noy explor par l ARFE Brandt 2001 se d veloppe sur 2 750 m ill 61 Il s agit d un r seau subhorizontal dont la profondeur est comprise entre
77. p riode pour laquelle nous disposons de toutes les donn es d entr e et de sortie Les donn es journali res utilis es sont celles de la station de Perpignan donn es M t o France Les donn es de pluie sont celles estim es pr c demment cf 2 4 2 Dans cette analyse premier sc nario nous avons cherch valuer le comportement du syst me karstique dans le cas o une part seulement cf hypoth se 1 des d bits des pertes de l Agly et de Verdouble contribue l alimentation des sources de trop plein de Font Dame et Font Estramar Les calculs ont donc t r alis s en consid rant que toute la pluie pr cipit e sur l impluvium des calcaires affleurants 166 km contribue exclusivement l alimentation des sources de trop plein et qu une partie seulement des pertes contribue l alimentation d bit moyen de 1 000 5 contre 1 500 1 5 comme estim pr c demment cf 2 2 8 La chronique de d bit des pertes utilis es a donc t d finie par la somme des d bits de l Agly et du Verdouble multipliee par un facteur de 0 7 1 000 1 500 afin de satisfaire les conditions de cette hypoth se 18 2023500 Contribution estim e l aide des chroniques de conductivit et des concentrations en chlorure mesur es dans les eaux 19 FE 10 Qmoy FD 5 210 I S 116 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Dans ce s
78. r sultats et de de Perpignan nous avons caract ris la r ponse impulsionnelle globale du syst me ill 77a qui permet de reproduire au mieux les d bits mesur s ill 77b R ponse impulsionnelle Mod le et observations R2 0 913 Nash 0 8387 30000 25000 20000 15000 Vs 10000 5000 0 100 200 300 0 jour 01 01 98 17 02 99 04 04 00 21 05 01 07 07 02 23 08 03 Illustration 77 R ponse impulsionnelle a et comparaison du d bit mod lis au d bit mesur b cart type 888 Vs 91 de la variance totale expliqu e Le mod le permet de reproduire assez fid lement l volution observ e les pics de crues et le tarissement sont globalement bien reproduits Le mod le permet d expliquer 91 de la variance totale observ e ce qui constitue un bon r sultat Le calcul de lhydrogramme unitaire indique qu il n y a pas de composante non lin aire effet de chasse pour le syst me karstique pris dans sa globalit QFont Dame QFont Estramar La r ponse impulsionnelle de la recharge montre un maximum tr s prononc le 1 jour puis d cro t de mani re tr s rapide jusqu ce que le d calage atteigne 20 jours puis de mani re plus ou moins exponentielle pendant 60 jours environ cette d croissance fait suite une l g re augmentation puis un plateau jusqu ce que le d calage atteigne 320 jours environ Le premier comportement 1 voque la rech
79. ran ep dt dr Lebisslide de Carips coniplax s lee ri y T dur 147 aup neu et Malm ind tterancies ca carea dslomies et tm Trias noen zaleaires en plaquettes dalamies 1 1 1 E 1 Sta Lrciaren amp Santonien INNEJ m mes 4 c 28 bi cries salyg nicues L Dages Clesen lithe sr ees rt Tries Int rieur Permen couches rouges Mamo Jreseuses ei 1 cba sn p linir A Canlonien infiki eni rr blancs et nasema Leuze ou eum d i ga Laien intenetr calca a d Monttarra 1d d Jah cheeichel raiannllen i H 63 4 sardoariies nie Galia res 3 sles de Bewrpietluse ZP 1 Juresaiqus avan et at P tter ind fterenci3 solema 61 calcaires 1 26 lune 1 g r Saltalqu es carbonates intsrieure et ELIP MGL 5 chant Tuna H H H 1 c2C Tuonen calosies r zifat x Rudisles e Algi ze Justia jD Magner Sp et Malm adiffermaic s dJopaies criscallinz4s GA luro 11an marr s calcaires et Tarnes chan rib ep l lides el dolurriliques inberca s Cape el Conten 1 1 cibG C riomariensup rieu ad s erig res 3 maner selszires gr ueu el gr u Tuura jas Danger Malm irfticur abrraappe calearta 1 1 4166 C nemnnic sustricur seleaires a Orbcolnes st Pr a do amit que frites ss i i i i H i jas Danger sp it r Malm irf icnr do amies naoirzs rives H H H 1 Zane de Quilfan H H 1 H
80. re multicouche du Roussillon a t simul par une mod lisation distribu e Chabart 1996 Le mod le a t cal partir des donn es pi zom triques qui d montrent un apport du nord ouest massif calcaire karstifi cf ill 5 Le d bit provenant du massif calcaire sur la bordure du mod le a t simul par des mailles de potentiel impos l a t quantifi pour plusieurs sc narios 90 5 en r gime permanent 50 l s en transitoire en p riode de BRGM RP 52919 FR Rapport final 35 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 basses eaux et 160 l s en transitoire en p riode de hautes eaux Chabart 1996 On constate que ces d bits sont tr s faibles par rapport ceux des exutoires karstiques Domaine s dimentaire littoral aquif res poreux M tres NGF Ht plateaux 1000 7 Plateaux calcaires Escarpement j Basses plain s Hautes plaines Plate forme Lagune Pune Plage 500 0 Talus 500 1000 Bassin profond 1500 2000 Domaine s dimentaire calcaire aquiferes karstiques Domaine sedimentaire detritique aquiferes poreux Domaine de socle Illustration 14 Coupe sch matique des principales formations g ologiques r gionales du secteur d tude d apr s Duvail C 2003 2 2 2 Analyse des d bits class s Cette m thode a pour objectif de caract riser les r gimes d coulemen
81. riode 1997 2003 contraste fortement avec les pr c dentes le volume estim est nettement plus faible de l ordre de 29 millions de m seulement Le caract re nettement plus non lin aire coefficient de Hurst 0 56 du syst me pour la p riode 1997 2003 semble galement se traduire par des volumes de r gulation plus faibles 54 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Font Estram ar 1972 1982 700 600 500 400 300 200 Volume moyen cumul 100 1753 V s 0 01 12 70 11 09 72 23 06 74 03 04 76 13 01 78 25 10 79 05 08 81 Volume cumul million de m3 Font Estramar 1984 1996 900 800 Volume de r gulation 67 millions de m5 700 600 500 Volume cumul 400 mesur 300 200 100 Volume moyen cumul 0 2257 l s 01 01 65 13 10 86 24 07 88 05 05 90 14 02 92 25 11 93 06 09 95 Volume cumul million de m3 Font Estram ar 1997 2003 400 390 Volume de r gulation 29 millions de m3 300 250 200 Volume cumul 150 mesur 100 Volume moyen cumul 50 s 1783 l s Volume cumule million de m3 0 01 01 95 12 10 96 24 07 98 04 05 00 13 02 02 25 11 03 Illustration 29 Estimation du volume de r gularistation du syst me de Font Estramar partir de la courbe des d bits cumul s p riodes 1972 1982 1984 1996 et 1997 2003 d apr s R m ni ras 1960 BRGM RP 52919 FR
82. simple de la pression atmosph rique et du marnage de l tang de Salses Leucate 62 Spectres crois s fonctions de coh rence et de gain de la pression atmosph ique et du niveau pi zom trique du forage de la pisciculture de Font Dame 10795 0050 eege eigene a ad anada 62 Spectres crois s fonctions de coh rence et de gain du marnage de l tang et du niveau pi zom trique du forage de la pisciculture de Font Dame 0219 6 xan n Da s 63 BRGM RP 52919 FR Rapport final Illustration 39 Illustration 40 Illustration 41 Illustration 42 Illustration 43 Illustration 44 Illustration 45 Illustration 46 Illustration 47 Illustration 48 Illustration 49 Illustration 50 Illustration 51 Illustration 52 Illustration 53 Illustration 54 Illustration 55 Illustration 56 Illustration 57 Illustration 58 Illustration 59 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Estimation des d bits moyens des pertes de l Agly et du Verdouble 64 Estimation des d bits instantan s des pertes du Verdouble 65 Position des points de suivi du r seau hydrographique et des zones des pertes fonds scann s 1 100 000 copyright IGN Paris 1999 autorisation n E LEE 66 Jaugeages diff rentiels sur le Verdouble en amont et aval de la zone des pertes des gorges du
83. t et la valeur moyenne de la s rie consid r e divis e par l cart type La valeur de ce coefficient permet de caract riser la stationnarit ou non d une s rie de valeurs Mandelbrot 2000 D une mani re g n rale le coefficient H est compris entre 0 5 et 1 La valeur de 0 5 correspond au domaine al atoire pur ph nom ne non lin aire tandis que la valeur 1 correspond au domaine structur ph nom ne lin aire Une chronique peut tre a la fois stationnaire et non stationnaire suivant l intervalle de temps que l on consid re pour l analyse de Finterdependance des v nements Nous cherchons caract riser les ph nom nes long terme l tude de la stationnarite a donc t abord e l chelle annuelle 365 j et semestrielle 180 j L tude a t r alis e sur les trois chroniques de d bit disponibles 1971 1982 1984 1996 et 1997 2003 Le d bit de Font Estramar tant a la fois d pendant des pr cipitations et de l action r gulatrice ou non du r servoir mettre en vidence le r le de ce dernier n cessite un traitement pr alable des chroniques de pluie Quel que soit l intervalle de temps consid r 365 ou 180 j le coefficient de Hurst H des chroniques de pr cipitations tend vers 0 5 ce qui indique que la pluie est un ph nom ne al atoire pur Pour les d bits de Font Estramar les coefficients de Hurst H sont plus lev s et apparaissent bien diff rents selon la p riode consid r
84. un axe de drainage annexe bien connect au r seau de drainage avec une charge hydraulique du m me ordre de grandeur 25 20 m Le comportement des autres points situ s sur ce m me flanc nord traduit Theterogeneite du karst voire une influence par des circulations profondes li es aux pertes de l Agly et du Verdouble A rappeler que ces ouvrages ne sont pas des ouvrages complets qu ils recoupent diff rentes fractures ou indices de vide a differentes profondeurs La determination du coefficient de tarissement au niveau de certains des ouvrages ill 33 permet de mettre en vidence des r sultats contrast s au niveau des flancs sud et nord du synclinal du Bas Agly Flanc du synclinal du Bas Agly Coefficient de tarissement 102 0 0013 104 0 0009 0 001 Roboul 0 0013 0 0014 0 003 Cases de Pene 0 002 0 004 Illustration 33 Coefficients de tarissement des pi zom tres BRGM RP 52919 FR Rapport final 59 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 La vidange du syst me est de mani re g n rale faible l chelle des points d observation du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly au vu des valeurs du coefficient de tarissement Le coefficient de tarissement est relativement homog ne l chelle des points d observation situ s sur le flanc nord du synclinal Les blocs ou syst mes annexes au r seau de drainage aboutissant aux exutoires se vidange
85. une correction est apport e sur le flux de chlorure afin de ne consid rer que les phases de dilution et de re concentration La correction porte sur l effet piston Lors d une crue le volume pistonn correspond au volume d eau d j present dans un conduit karstique et expuls avant que l eau r cemment infiltr e ne parvienne la r surgence En d autres termes le volume de l effet piston correspond de l eau contenue dans le conduit alimentant la source ayant d j acquis sa salinit et sur lequel l augmentation de d bit n a aucun effet sur sa salinit Dans le cas de la source Almyros d H raklion sur 18 crues tudi es le volume de l effet piston est presque constant 770 000 m En cons quence la g om trie du r seau karstique semble assez simple un conduit unique Les mesures de d bit la source Almyros d H raklion refl tent un transfert quasi instantan de l onde de pression la source augmentation du d bit mais la salinit correspondante n est observ e qu apr s l expulsion de 770 000 m d eau la source Le volume pistonn tant constant Arfib 2001 corrige la valeur de la salinit pour un d bit un temps donn en prenant la valeur de la salinit mesur e apr s expulsion du volume constant 770 000 m la source Ceci revient transformer la sortie du syst me pour que les ondes de pression et de transfert de mati re corrig soient en phase Pour les 11 crues tudi e
86. 0 1000 2000 3000 4000 X1 Analyse des r sidus Q amont Q pertes Observations Poids X1 Y Donn es Y Mod le R sidus Obs 1 1 717 717 647 3 69 7 Obs 2 1 215 215 249 6 34 6 Obs 3 1 172 172 209 1 37 2 Obs 4 1 172 172 209 1 37 2 Obs 5 1 114 114 151 2 37 1 Obs 6 1 161 161 198 6 37 6 Obs 7 1 113 113 149 7 37 1 Obs 8 1 69 69 102 0 32 6 Obs 9 1 134 134 171 7 37 7 Obs 10 1 2565 2098 1774 3 323 7 Obs 11 1 2005 1492 1460 2 31 8 Obs 12 1 333 333 353 2 19 8 Obs 13 1 427 427 429 2 2 7 Obs 14 1 196 196 232 5 36 0 Obs 15 1 225 225 258 5 33 8 Obs 16 1 3475 2001 2256 1 255 1 Obs 17 1 261 261 291 0 30 0 Obs 18 1 31 31 53 9 22 9 Obs 19 1 51 51 80 0 29 0 Relation utilis e pour calculer le d bit des pertes du Verdouble BRGM RP 52919 FR Rapport final 169 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 EI E ajnojea j1qap seuad s p np ajjesodwie uono Aby 29918 02 ej g aqnop A O SOUS O juowe O 99 Liv sebeebner seed ene abeabner NOUI s MH q luowe abeabner c0 80 61 EO vO LC cO CI CC cO 80 7c cO VO 9C 10 21 22 10 80 6 LO SO LO 10 10 10 0001 000c 000 0007 0006 0009 0002 0008 0006 00001 s 1 490 BRGM RP 52919 FR Rapport final 170 valu
87. 000 0 69802 0 298 09 v 1 99 290 y9 oly 0092 1 2 is vzet 091 981 pzz 81 120 90 0 iuo l OL EE seo s ere iz cvi 222 pee 192 voe ert 267 zt 902 20 90 1 juo or r T190190 veo sr G l ye seo 692 voc ess veo yel 86 696 01 20 00 21 283 Se f ego ve sol vsi ye 002 vie ser ize vos ett azz 699 1 20 90 1 983 200000 0 102807 018886 9 9 gt TIgO TELL 200 99 vor ge zez srz 9 691 g z sit Erol 891 207 20 90 0102 juo 200000 0 6198020 1676 29 tt 2 91 18291 seo 19 ree 92 orez tze r 882 zot 981 erz 9414 20 90 90 283 200000 0 65980 0 STE 29 tt 2 291 629 920 69 pe 62 6 22 ede ler pszt yol 981 ezz zst 20 S0 r0 643 800000 0 22980 0 r ve 09 L gt vel GSY vO 89 62 lo 2862 212 r evel 09 881 992 944 20 00 06 9 3 l LE f e fEL 90S seo 99 sie Se 2961 zzz 607 660 tek 891 6 9 27 207 20 70 6 218 juo l S T Y L Y9E z01 9 96e 81 88 vie Ele y28 988 991 255 991 20 70 9 18 juo ee eve 910 cv vit 81 stor 192 vos ses 14 ert 986 29 292 20 70 9 48 juo L cl STO 9FP E 01 ee Ce ess zs cb g
88. 0412 Borne inf de Borne sup de l intervalle a 95 0 2144 0 0033 0 0655 L quation du mod le est Y 0 118572670499473 1 90386954289645E 03 X1 5 33742919343733E 02 X2 Analyse des r sidus Observation Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus 1 1 53 6 0 39618 0 3487 0 0475 2 1 119 7 0 772776 0 7724 0 0004 3 1 201 4 1 09476 1 1089 0 0141 4 1 97 7 0 85014 0 8015 0 0486 5 1 62 09 0 37548 0 4092 0 0337 6 1 66 63 0 77508 0 6682 0 1069 7 1 9 0 51624 0 4848 0 0315 8 1 32 83 0 2052 0 3134 0 1082 9 1 147 58 1 67976 1 7259 0 0461 10 1 38 53 0 42516 0 3456 0 0795 11 1 22 42 0 128592 0 2408 0 1122 Statistique de Durbin Watson Dw 2 2399 Interpr tation des r sultats Borne inf Borne sup SR de la de la R sidus 5 mae pr vision int pr vision int r duits b de conf de conf 95 95 0 6637 0 2461 0 4513 0 0054 0 6642 0 8805 0 1974 0 9245 1 2933 0 6803 0 7088 0 8942 0 4713 0 3096 0 5088 1 4953 0 5754 0 7609 0 4400 0 3501 0 6194 1 5138 0 2090 0 4179 0 6452 1 5213 1 9305 1 1120 0 2440 0 4473 1 5690 0 1298 0 3518 Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque qui n est que de apportent donc une information significative au mod le La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Variable X2 184 0 01 Les
89. 06 0 2252 0 4588 9 1 24 85 1 67976 1 7966 0 1168 1 0853 1 5715 2 0217 10 1 2 88 0 42516 0 3680 0 0572 0 5308 0 2533 0 4827 11 1 1 49 0 128592 0 2776 0 1490 1 3842 0 1551 0 4002 Statistique de Durbin Watson Dw 1 2249 Interpr tation des r sultats La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Variable X1 BRGM RP 52919 FR Rapport final 183 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Variables qualitatives Aucune Moyenne Ecart type Min Max Y 0 65630618 0 44793957 0 128592 1 67976 Variable X1 77 4072727 58 8372017 9 201 4 Variable X2 7 31363636 6 68677542 1 49 24 85 Coefficient de correlation r 0 9872 Coefficient de determination r 0 9745 Coefficient de d termination ajust 0 9681 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y ee Galles F de Fisher ProF carres moyens Mod le 2 1 9554 0 9777 152 9627 0 0001 R sidus 8 0 0511 0 0064 Total 10 2 0065 Analyse du mod le Type l SS Source DF Type I SS 775 F de Fisher Pr gt F moyens Variable X1 1 1 2977 1 2977 203 0287 0 0001 Variable X2 1 0 6577 0 6577 102 8967 0 0001 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes Probabilit tde h Valeur Ecart type corresponda l intervalle Student nte 95 Constante 0 11857267 0 0416 2 8533 0 0214 0 0227 Variable X1 0 00190387 0 0006 3 1838 0 0129 0 0005 Variable X2 0 05337429 0 0053 10 1438 0 0001 0
90. 12 01 Source de Font Estramar 20 Temperature 18 O 16 14 12 8 p 7 4 E ART 2 Conductivit 0 15 04 02 28 08 02 10 01 03 25 05 03 07 10 03 Illustration 48 volution de la conductivit de la temperature et du d bit de la source de Font Estramar depuis le 18 d cembre 2001 10000 _ 1000 E E C 100 o C o 10 10 100 Conductivit mS cm Illustration 49 Relation concentrations versus conductivit dans les eaux de Font Estramar 78 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 b Source de Font Dame L volution de la temp rature et de la conductivit de l eau de la source de Font Dame pr sente un comportement diff rent de celui de la source de Font Estramar Les gammes de variation des temp ratures et des conductivit s de la source sont nettement plus faibles Conductivit moyenne 4 34 mS cm 26 0 17 mS cm min 4 03 mS cm maxi 5 64 mS cm AC 1 61 mS cm contre AC 7 66 mS cm pour Font Estramar Temp rature moyenne 17 3 C 20 0 2 mini 16 5 maxi 17 7 C AT 1 2 C contre AT 3 C pour Font Estramar La temp rature moyenne lev e de la source par rapport aux valeurs attendues autour de 15 4 C moyenne 1946 2000 M t o France d note la participation d une composante thermale profonde L autre diff rence qui caract rise la s
91. 19 FR Rapport final 39 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 L tude des d bits class s de la source de Font Dame ne permet pas de mettre en vidence un probl me de tarage pour les d bits tr s lev s d bits sous estim s et n indique pas qu une part des d bits de crue chappe la station de jaugeage Compte tenu du contexte du ruisseau de Font Dame le ruisseau s organise peu peu au sein d une zone de mar cage au fur et mesure que Ton s loigne des emergences il n tait pas certain que celui ci draine l ensemble des eaux issues des mergences en p riode de crue c Somme des d bits des trop pleins Font Dame Font Estramar La chronique des d bits journaliers cumul s tudi e s tend sur la p riode 1998 2003 soit sur un total de 2 133 mesures Pour la p riode consid r e les d bits journaliers moyens pour l ensemble du syst me minimum et maximum sont respectivement de 2 200 1 276 et 31 337 l s Compte tenu de l importance des d bits de la source de Font Estramar celle ci impose fortement l volution g n rale de la distribution des d bits class s ill 17 L volution est tr s similaire celle de la source de Font Estramar prise s par ment ill 15 Probabilit cumul 100 1000 10000 100000 D bit I s Illustration 17 D bits class s pour l ensemble du syst me karstique somme des d bits des trop pleins des exutoires de Font Dam
92. 2 3 4 Synthese sur le fonctionnement g ochimique 111 2 4 ANALYSES QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DU SYST ME KARSTIQUE PAR L APPROCHE DE MODELISATION GLOBALE DITE BOITE NOIRE A L AIDE DU LOGICIEL TEMPO eee 112 e EI 112 2 4 2 Mod lisation inverse des relations pluie d bit pour le syst me du karst d Opoul pris dans sa globalit QFont Dame QFont Ste AS tele sentido AAA DAE aaa 113 2 4 3 Mod lisation inverse du syst me karstique d Opoul en int grant les pertes de l Agly et du Verdouble AA 116 2 4 4 Mod lisation inverse des relations pluie d bit et des variations temporelles de la temp rature et des teneurs en chlorure du syst me karstique de Font Estramar ieii 121 2 4 5 Synth se des r sultats par mod lisation inverse 129 2 5 INTERACTION KARST ET AQUIFERE PLIO QUATERNAIRE 131 2 5 1 Approche hydrog ologique par mod le th orique 131 2 5 2 Approche hydrog ochimique 138 3 Sch ma conceptuel du syst me synclinal du Bas Agly 145 4 Conclusions et perspectives ails s trne 155 5 Principales r f rences bibliographiques 159 8 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Vol
93. 319 1 1760 0 0464 0 9420 1 9754 0 3031 1 0240 0 1562 0 9551 0 3966 Borne inf Borne sup de la de la pr vision int pr vision int de conf de conf 95 95 287 8347 794 6642 415 4365 861 6854 453 6812 941 6794 433 8486 889 6619 311 4481 800 0001 414 4944 860 5348 390 1131 836 7835 290 1686 795 1205 446 1275 1419 3977 301 6558 797 5848 260 4833 790 2760 Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque de 16 71 Etant donn le niveau de signification choisi le mod le est donc mauvais La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Constante BRGM RP 52919 FR Rapport final 187 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Donn es fonction de r gression 95 confidence range 14000 12000 10000 Moyenne Ecart type Min Max Y 4946 44156 3013 507129 1394 388 11154 96 8099 Variable X1 77 4072727 58 83720168 9 201 4 gt 6000 4000 Coefficient de corr lation r 0 6000 Coefficient de d termination r 0 3600 Coefficient de d termination ajust 0 2889 2000 50 100 150 200 250 2000 H Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y M Variable X1 Degr s de lib Somme des 7 F de Fisher Pr gt F carres moyens Modele 1 32690630 1305
94. 32690630 1305 5 0621 0 0510 R sidus 9 58121622 0290 6457958 0032 Total 10 90812252 1595 Analyse du mod le Type 155 Source DF Type SS 7 F de Fisher Pr gt F moyens Variable X1 1 32690630 1305 32690630 1305 5 0621 0 0510 Parametres de la regression et statistiques correspondantes Probabilit Borne inf de Borne sup de t de Valeur Ecart type Student corresponda l intervalle l intervalle a nte 95 95 Constante 2567 73209 1305 7040 1 9665 0 0808 385 9778 5521 4420 Variable X1 30 7297931 13 6583 2 2499 0 0510 0 1674 61 6270 L quation du mod le est Y 2567 7320860915 30 7297931284276 X1 Analyse des r sidus Borne inf Borne sup R sidus de la de la Observations Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus We pr vision int pr vision int r duits b x de conf de conf 95 95 1 1 53 6 1768 608 4214 8490 2446 2410 1 0147 1808 4603 6621 2377 2 1 119 7 1394 388 6246 0883 4851 7003 2 0125 3634 1953 8857 9813 3 1 201 4 8049 528 8756 7124 707 1844 0 2933 4480 2403 13033 1846 4 1 97 7 6872 7852 5570 0329 1302 7523 0 5404 3190 9798 7949 0859 5 1 62 09 5188 716 4475 7449 712 9711 0 2957 2128 3301 6823 1597 6 1 66 63 5666 04 4615 2582 1050 7818 0 4359 2289 2385 6941 2779 7 1 9 4536 36 2844 3002 1692 0598 0 7019 199 0365 5887 6369 8 1 32 83 2911 32 3576 5912 665 2712 0 2759 932 8278 6220 3546 9 1 147 58 11154 96 7102 8350 4052 1250 1 6808 4025 7601 10179 9098 10 1 38 53 5271 192 3751 7510 1519 4410 0 6303 1185
95. 4 qo Td bit d infiltration t 0 9 304 eta vitesse moyenne d infiltration j 0 0500 Crit re de Nash qualit de 93 67 Vdyn million de 27 15 Qro m3 s 0000000000 2200 200 Vinfiltration million de 2 41 ParTametre i retard a l infiltration 0 33 Pouvoir regulateur K 0 47 Illustration 25 Exemple de courbe de r cession de la source de Font Estramar et r sultats de l ajustement cycle hydrologique 2001 2002 alpha coefficient tarissement j epsilon coefficient d h t rog n it d coulement 7 Qro m Temps de fin d infiltration ti j QO d bit au pic de crue m qo d bit d infiltration t 0 m Eta vitesse moyenne d infiltration IR Volume dynamique million de m Volume d infiltration million de m Parametre i retard l infiltration Pouvoir r gulateur K Illustration 26 Param tres moyens des r cessions de la source de Font Estramar d termin s par la m thode de Mangin BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Le temps de fin d infiltration est relativement court 19 jours 7 et les vitesses moyennes d infiltration relativement lev es 0 06 0 03 dans la zone d infiltration pikarst indiquent que le syst me pr sente une karstification importante La zone d infiltration pikarst appara t donc bien connect e d un point de vue hydraulique a la zone noyee du syst me Les coefficients d heter
96. 5 25000 20000 15000 10000 5000 01 10 99 15 09 00 31 08 01 16 08 02 01 08 03 Recharge par les pluies efficaces Alimentation par les pertes D bit total Font Dame Font Estramar Illustration 81 Hypoth se 1 volution temporelle des contributions des composantes de l coulement Mod le et observations S 0 93033E 03 I s R2 0 906 Nash 0 8276 I s 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 01 01 1997 06 02 1998 15 03 1999 20 04 2000 26 05 2001 02 07 2002 08 08 2003 Illustration 82 Hypothese 2 comparaison du debit modelise aux d bits mesur s QFont Dame QFont Estramar 90 de la variance totale expliqu e 120 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 4 4 Mod lisation inverse des relations pluie d bit et des variations temporelles de la temp rature et des teneurs en chlorure du syst me karstique de Font Estramar a D marche adopt e et donn es utilis es L objectif de cette tude est d utiliser une technique de s paration des hydrogrammes qui a t d velopp e r cemment Pinault et al 2001 Cette m thode repose sur l analyse des processus lin aires et non lin aires effet de chasse et sur la reconstruction de la composante lin aire de Thydrogramme unitaire partir d une combinaison des fonctions de transfert chimiques flux de Ca et Mg par ex
97. 63 2379 8 1 32 83 2911 32 2890 2702 21 0498 0 0189 211 6672 5568 8732 9 1 147 58 11154 96 10567 8440 587 1160 0 5259 5507 5869 15628 1011 10 1 38 53 5271 192 3908 3365 1362 8555 1 2208 979 1808 6837 4923 11 1 22 42 1596 96 2827 5381 1230 5781 1 1023 75 4669 5579 6093 Statistique de Durbin Watson Dw 2 1604 Interpr tation des r sultats BRGM RP 52919 FR Rapport final 189 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Annexe 5 Estimation du d bit de trop plein de Cases de P ne BRGM RP 52919 FR Rapport final 191 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Lors des p riodes de crue le d bit de la source temporaire de trop plein de Cases de Pene a t mesur dans le but d tablir une courbe de tarage hauteur debit Nous avons effectu deux jaugeages chimiques du ruisseau et un jaugeage l aide dune perche int gratrice PIREE muni d un micro moulinet OTT Le principe du jaugeage chimique est expos ci apr s La m thode utilis e consiste injecter de mani re instantan e une solution saline de concentration et de volume connus dans une zone turbulente du cours d eau celle ci assurant un bon m lange de la solution inject e L volution en fonction du temps de la conductivit du ruisseau est mesur e en aval au droit d un point repr sentatif La concentration moyenne au cours du tra age est calcul e partir de la relation concentration conductivit de la
98. 77 1 47 375 11 37 15 20 14 81 23 1 09 0 67 424 9 31 12 50 12 04 21 0 85 2 47 651 3 23 3 23 2 47 37 0 38 4 19 775 7 92 6 40 31 0 78 5 75 1097 2795 2749 17 168 sss 969 Illustration 68 Caract ristiques hydrologiques et chimiques des p riodes de dilution n Crue D bit fin Dur e de la p riode Flux de Cl export au cours de la Volume Flux i de Cl de Crue dilution reconcentration p riode dilution reconcentration coul fin de crue m3 s _ en heure _ en tonne 10 6m3 kg s 3 99 112 1394 2 91 1 73 412 8050 7 88 2 09 336 6873 5 73 1 13 430 5189 2 39 1 14 462 5666 3 50 O 20 E 1 75 E 186 we 11155 12 65 as Illustration 69 Caract ristiques hydrologiques et chimiques des p riodes de re concentration 104 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les dur es des p riodes de dilution sont relativement courtes de 17 65 h et apparaissent inversement proportionnelles au d bit de pointe de crue Plus le d bit du pic de crue est important plus la p riode de dilution est courte et inversement ill 70a De la m me fa on une corr lation inverse est observ e avec le d bit de fin de dilution ill 70b Ce r sultat traduit en fait des vitesses d ecoulements diff rentes en fonction de l importance des crues Les crues importantes sont caract ris es par des vitesses d coulement plus importantes que les crues de moyennes ou de f
99. 8 58 6 65 SALSES 1311 Aptien OU 0911X0127 a Roboul 1 642 9 083 SALSES 1 100 Aptien oui ou 0795X0028 102 648 89 6143 146 SALSES 1 133 Aptien oui ou 0795X0030 104 647 08 611 42 21 SALSES 1 42 Aptien non OU 2210795 003 107 64948 62 19 34 57 1 SALSES Aptien non ou 10903X0026 Cases de P ne 636 69 52 52 55 Cases de P ne 95 Aptien oui non Illustration 100 Liste des points d eau chantillonn s au sein du syst me karstique d Opoul et du Bas Agly lors des campagnes spatiales Le premier traitement math matique effectu a consist r aliser une analyse en composante principale ACP afin de d terminer les facteurs qui permettent d identifier et de s parer les diff rents types d eau en pr sence dans le secteur d tude L analyse a port sur les param tres suivants Ca Mg Na K Cl 5 4 SiO B Br et Sr Les deux premiers facteurs permettent d expliquer pres de 91 de la variance totale l axe 1 permet de qualifier la min ralisation des eaux tandis que l axe 2 permet de distinguer les eaux par leurs teneurs en silice ill 101 La projection dans l espace des individus permet de distinguer tr s nettement les diff rents types d eau et d interpr ter les r sultats en terme de m lange ill 102 On montre ainsi que les eaux du Plio quaternaire chantillonn es au niveau du Mas Nou
100. 8372017 9 201 4 Se E Coefficient de corr lation r 0 0129 0 Coefficient de d termination r 0 0002 0 50 100 150 200 250 Coefficient de d termination ajust 0 1109 Variable X1 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y len deg ne d s Carnes ProF carr s moyens Mod le 1 112 6041 112 6041 0 0015 0 9700 R sidus 9 677600 4458 75288 9384 Total 10 677713 0499 Analyse du mod le Type 1 SS Source DF Type 55 Carr s F de Fisher Pr gt F moyens Variable X1 1 112 6041 112 6041 0 0015 0 9700 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes 186 Probabilit Borne inf de Borne sup de t de 5 Ecart type Sida corresponda l intervalle a l intervalle a nte 95 95 Constante 622 525243 140 9817 4 4156 0 0017 303 6023 941 4482 Variable X1 0 05703285 1 4747 0 0387 0 9700 3 2790 3 3931 L quation du mod le est Y 622 525242667431 0 057032849460068 X1 Analyse des r sidus Borne inf Borne sup R sidus 5 delai Observation Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus SS pr vision int pr vision int r duits de conf a de conf a 95 95 1 1 53 6 411 624 625 5822 213 9582 0 8219 365 7555 885 4089 2 1 119 7 375 12 629 3521 254 2321 0 9767 347 3363 911 3678 3 1 201 4 423 972 634 0117 210 0397 0 8069 172 2651 1095 7582 4 1 97 7 650 952 628 0974 22 8546 0 0878 371 2222 884 9725 5 1 62 09 774 972 626 0664
101. 88 R ponse impulsionnelle de la composante v nementielle et comparaison du flux mod lis au flux mesur R ponse impulsionnelle 0 040 0 035 0 030 0 025 0 020 0 015 0 010 0 005 0 000 0 50 100 150 200 jour 126 Mod le et observations R2 0 780 Nash 0 6052 l s 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 01 12 01 20 05 02 06 11 02 25 04 03 12 10 03 Mod le Flux pr v nementiel Illustration 89 R ponse impulsionnelle de la composante pr v nementielle et comparaison du flux mod lis au flux mesur BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 0 08 0 07 0 06 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 Hydrogramme unitaire Pluie Debit Mod le X v nementiel 1 X pre evenementiel Illustration 90 Reconstruction de l hydrogramme unitaire partir d une combinaison lin aire des r ponses impulsionnelles v nementielle temp rature et pr v nementielle teneur en Cl somme 0 924 0 080 0 070 0 060 0 050 0 040 0 030 0 020 0 010 Hydrogramme Unitaire Poids 0 39 R ponse impulsionnelle de la composante v nementielle recharge par le pluie efficace Poids 0 61 R ponse impulsionnelle de la composante pr v nementielle composante min ralis e Ill
102. 9422 Coefficient de d termination ajust 0 9358 0 0 5 10 15 20 25 30 Evaluation de la valeur de l information apport e Variable X1 par les variables HO Y Moy Y Degr s de lib SOMMS des Carnes de Fisher Pr gt F carr s moyens Mod le 1 1 8906 1 8906 146 7826 0 0001 R sidus 9 0 1159 0 0129 Total 10 2 0065 Analyse du mod le Type SS Source DF Type SS Games F de Fisher Pr gt F moyens Variable X1 1 1 8906 1 8906 146 7826 0 0001 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes Probabilit Borne inf de Borne sup de t de 75 Ecart type Studeni corresponda l intervalle l intervalle nte 95 95 Constante 0 18073682 0 0521 3 4707 0 0070 0 0629 0 2985 Variable X1 0 06502502 0 0054 12 1154 0 0001 0 0529 0 0772 L quation du mod le est Y 0 180736822767332 0 06502502112566 X1 Analyse des r sidus Borne inf Borne sup R sidus de la de la Observations Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus pr vision int prevision int reduits lt de conf de conf 95 95 1 1 2 4 0 39618 0 3368 0 0594 0 5515 0 2196 0 4540 2 1 7 98 0 772776 0 6996 0 0731 0 6793 0 5964 0 8029 3 1 11 37 1 09476 0 9201 0 1747 1 6225 0 8072 1 0329 4 1 9 31 0 85014 0 7861 0 0640 0 5946 0 6807 0 8915 5 1 3 23 0 37548 0 3908 0 0153 0 1420 0 2778 0 5038 6 1 7 92 0 77508 0 6957 0 0793 0 7370 0 5926 0 7989 7 1 6 54 0 51624 0 6060 0 0898 0 8337 0 5027 0 7093 8 1 2 48 0 2052 0 3420 0 1368 1 27
103. 97 septembre 2003 Les chroniques de plule et d ETP utilisees sont les suivantes ETP a Perpignan donn es M t o France pluie Perpignan Fitou Opoul P rillos et a La Tour de France donn es M t o France pluie a Perillos Tautavel et Vingrau donn es DAFF 66 La premi re analyse a consist a d terminer quels sont les sites pluviom triques qul permettent d expliquer au mieux la variance des d bits aux exutoires Cette analyse a t men e l aide de l option pond ration des chroniques de pluie de Tempo qui consiste tablir le corr logramme crois pluie d bit partir d une optimisation d une combinaison lin aire des poids associ s chaque chronique de pluie Le meilleur corr logramme crois pluie d bit ill 76 a t obtenu partir de la combinaison lin aire suivante 0 33 Perpignan 0 19 laTour 0 16 Perillos 0 32 Vingrau Corr logramme crois Pluie D bit Poids 0 33 Perpignan 0 19 P rillos 0 16 La Tour 0 32 Vingrau 0 Tautavel 0 Opoul P rillos 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 0 1 60 00 40 00 20 00 0 00 20 00 40 00 60 00 D calage en jour corr lation Illustration 76 Corr logramme crois pluie d bit obtenu partir de la combinaison lin aire des pluies option pond ration des chroniques de pluie de TEMPO BRGM RP 52919 FR Rapport final 113 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Sur la base de ces
104. A 217 0 1 UongIUULD ob anus aid ne 11q8p 00 sdi 17 1uaWa no9a p 9 19U96019 9Y P 4909 uolisd 5 1902 eudje S uu uy O s gw Inq p 06 cL 01 ne UOISS999H poH 06 20 7 np i 5777 CEO y AJne1gInDet H0AnO i 0 sourd ve sw UollIILI UIA 6 Ge cw uo UAPA 866 6 ajtrenb usen ap 3190 0900 auuaAouw SS H A 217 601 O q p ob vel arus 210 ne 11q8p 0O 02 ur 501 1 sw op 55 9 19U96019 9Y P 1809 uolisd 72000 Qu w ssue 1902 eudje 66 0 s EW uy O yel SEU 1nq p LZ 60 8 ne LZ vO Ee NP UOISS999H poL d 165 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Annexe 2 Estimation du d bit des pertes du Verdouble BRGM RP 52919 FR Rapport final 167 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Fonction th orique Y pr1 X14pr2 Fonction optimis e Y 3 56504931339069 X110 791113112888643 Donn es et courbe ajust e 2500 2000 Solution pour les param tres 1500 Nom Valeur gt pri 3 56504931 1000 pr2 0 79111311 500 SSR 191427 809 R 1 SSR n 1 Var Y 0 97458891 0 R Y Pred Y 0 97558984
105. Agly apparait bien drainee et bien connect e d un point de vue hydraulique d une part Pepikarst qui constitue le siege de Finfiltration des pluies et d autre part la zone d alimentation par les pertes Le transfert des impulsions lors des p riodes de crue s effectue de mani re rapide le pic de crue se produisant en moyenne 35 h apr s un pisode pluvieux Ce faible d calage indique que les coulements se produisent dans un syst me en charge c est dire dans des conduits karstiques noy s La r ponse du syst me la pluie efficace se produit pendant une dur e de 20 jours environ dur e de la recharge pour la source de Font Dame contre 40 jours environ pour la source de Font Estramar L analyse a long terme de Thydrogramme de Font Estramar montre que le syst me karstique a un comportement non homog ne vis vis du stockage recharge et d charge des r serves en fonction des conditions hydroclimatiques Le syst me pr sente pour certaines p riodes une tendance destocker de l eau l chelle annuelle p riode 1984 1996 ou au contraire stocker de l eau p riode 1971 1982 Pour la p riode 1971 1982 le volume de r gulation du syst me a t estim 68 millions de m ce qui constitue une valeur importante Une valeur similaire de 67 millions de m a t estim e pour la p riode 1984 1986 Dans l tat actuel des connaissances la taille du r servoir peut tre estim e 70 millions de m environ
106. Bilan hydrologique des flux l chelle du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly 29 Les r sultats relatifs l estimation des d bits des trop pleins de Cases de P ne en crue sont pr sent s en annexe 5 Sur la p riode d observation mars 2001 septembre 2003 les flux coul s par les trop pleins 3 8 millions de m correspondent un d bit moyen de 104 l s valeur indicative Pourcentage estim sur la base des r sultats des suivis g ochimiques des sources 148 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 L tude de la signature hydrog ochimique des eaux pr lev es dans le syst me karstique et l aquif re du Roussillon plio quaternaire a mis en vidence des zones de flux entre les deux aquif res ill 107 De plus les r sultats de l tude th orique sur les changes hydrauliques par simulation entre le karst et du Roussillon a permis d estimer des flux maximaux de l ordre 400 l s valeur qui n appara t pas en contradiction avec les estimations du bilan hydrologique Limite entre les eaux douces et 1 saumatres Eau saumatre re Illustration 107 Interaction entre les aquiferes karstique et plio quaternaire synth se des r sultats en provenance des analyses hydrog ochimiques e Fonctionnement du syst me Les caract ristiques fonctionnelles et les r serves mobilisab
107. Estramar et de Font Dame ont t trait es l aide de ces diff rentes m thodes et galement par une approche th orique de simulation des deux aquiferes analyse de sensibilit sur les param tres hydrauliques le nombre de conduits karstiques afin d y apporter des r ponses BRGM RP 52919 FR Rapport final 17 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 Caract ristiques du syst me karstique du synclinal du Bas Agly Les caract ristiques du syst me karstique du synclinal du Bas Agly comprenant galement les Corbi res d Opoul sont d finies partir de la mise en uvre de diff rentes m thodes i tude g ologique ii analyses hydrog ologiques des chroniques enregistr es aux exutoires hauteur d eau d bits conductivit temp rature et des pi zom tres l aide d outils statistiques et de traitement du signal iii application des outils hydrochimiques et isotopiques pour caract riser le faci s hydrochimique le fonctionnement du syst me temps de transit interaction eau roche l origine de la salinit et l interrelation entre Taquifere karstique et Taquifere plio quaternaire du Roussillon et iv la mod lisation inverse du syst me partir des chroniques pluie d bits conductivit temp rature Ce syst me karstique tant binaire le r le des pertes du Verdouble et de l Agly est galement consid r dans sa caract risation 2 1 SYNTH SE G OLO
108. GIQUE SCH MA STRUCTURAL La synth se g ologique concernant le syst me karstique du synclinal du Bas Agly qui comprend plusieurs sous systemes Cases de Pene sur le flanc sud et les Corbi res d Opoul r sulte des travaux ant rieurs rapport BRGM Introduction la g ologie du karst des Corbi res r f BRGM RP 51595 FR ainsi que d une note technique r alis e en 2003 concernant la proposition de sites d implantation de forages de reconnaissance au niveau du synclinal De plus une synth se des principaux r sultats d inventaire portant l identification de plans de drainage a partir de la m thode d Eraso 1985 a t r alis e par A Duriez 2002 dans le cadre d un stage de DEA r alis sous la direction d Alain Mangin directeur du laboratoire CNRS de Moulis 2 1 1 Contexte g ologique et structural L ensemble de la zone d tude de ce syst me karstique dit du synclinal du Bas Agly appartient aux unit s internes de la zone nord pyr n enne caract ris e par la pr sence des formations g ologiques du Cr tac inf rieur du Malm et du Lias Dogger Des formations post tectonique oc ne pyr n enne bassins oligocenes intra Corbi res sont galement pr sentes Estagel Espira de l Agly Les unit s internes de cette zone sont s par es des unit s externes au nord par un chevauchement le chevauchement de Vingrau i Syst me karstique binaire syst me dont une partie de limpluvium est con
109. Les param tres des ajustements ainsi que la fiabilit des r sultats crit re de Nash sont pr sent s dans le tableau de Pannexe 1 Sur l ensemble des r cessions analys es 21 ajustements satisfont a un crit re sup rieur 80 ce qui constitue un r sultat acceptable Un exemple d ajustement pour le cycle 2001 2002 est pr sent graphiquement sur l illustration 25 Les param tres moyens des 23 ajustements jug s significatifs sont rassembl s dans le tableau ci dessous ill 26 Les coefficients de tarissement sont relativement lev s 0 007 0 002 ce qui indique que la zone noy e du syst me est bien karstifi e et se vidange assez vite 4 SR Fk i 2 Le crit re de Nash caract rise la distance entre la s rie observ e et le mod le Ce coefficient inclut la fois les erreurs syst matiques biais et al atoires bruit BRGM RP 52919 FR Rapport final 49 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Courbe de r cession M thode de Mangin 100 0 D bit mesur 10 0 s D 1 K bit m 40 60 80 100 120 Tps coul j O N 2 T j D bit m3 s D but Recession 1 10 05 2002 11 504 Fin Recession m3 s 24 08 2002 1 207 alpha coef tarissement j 1 0 007 epsilon coef d h t rog n it d coulement i 0 8500 r QO d bit de crue debut recession 11 50
110. OS L Ive vic 699 08 171 yey 94i esz 200000 0 SVEgOZU w 49 5 t gt VI 99e yl01 zz kz ce Zyll eve voc 209 298 l isr 94141 Se fje forjsoejero 12 ose Ve Zeit eve 212 909 268 9L zar 97 822 200000 00 2 280 0 Oz 99 6 l gt 611 Se 90 29 669 ee c81 sez Oyc 9 v98 iyl 8597 ect po 7 trL SFE z01 sz lez Ve sser vre bee 099 228 rl 61 62 ALL VEE veo 29 68e Le Bici zez 22 629 ves sel 967 vet 800000 0 9g6g020 iz 9 v t zel Z9e Y O tz 06e Loes ive vie 699 216 791 89 991 922 LE 2 UEL 6 E zo zz eo seser vre 9e 12 896 091 209 621 82 200000 0 607802 0 6 9 9 6 t gt cer 99 vzo ez eze 22 servi 962 82e 801 ost prs ret LL 6 4 Arr sve veo z ict 61 esen ezi 692 ozz osi Oort vis zz l ls isi itrvelecl ez es 18 erz vire 169 28 791 zar 1 vz E t ISeL ESe 9101 ez ve Leer ive ere 269 68 291 1579 ver z4 800000 0 SSEg020 zy 9 61 t gt L S ET ico zz 862 92 evel zez 682 022 vor eri 69 Ect po ee Te ove eco 69 sez 92 cee zez 622 vr9 998 iyi 29 ect 800000 0 6c68020 er vo 2 t gt Abi iGe s
111. P 52919 FR Rapport final 153 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 4 Conclusions et perspectives A u terme de cette premi re phase du projet valuation des ressources en eaux souterraines des syst mes karstiques des Corbi res orientales le syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly a t caract ris Un premier mod le conceptuel de structure et fonctionnement du syst me a t tabli C est un syst me karstique binaire aliment par les pr cipitations sur un impluvium de 165 km et par une contribution importante des pertes de l Agly et du Verdouble La surface totale du bassin d alimentation est estim e a quelques 300 km l aide du bilan hydrologique et des r sultats de mod lisation inverse pluie d bits consid rant galement le d bit des pertes comme fonction d entr e Cette contribution selon les premiers calculs est de l ordre de 60 en moyenne l chelle de la p riode d observation 1997 2003 Cette contribution est variable au cours du temps en fonction des conditions hydrologiques et de la capacit d absorption du karst au droit des pertes Des incertitudes persistent sur la d termination de cette fonction d entr e du syst me elles sont li es aux donn es hydrologiques disponibles sur les cours d eau concern s Les pertes de l Agly sont appr ci es partir de la station de jaugeage de Mas de Jau mais des incertitudes restent concernant l a
112. R Rapport final E Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 sajeeds saubeduie9 sap juauianalaid ap sjuiod sap uonesi 82907 L Zi i A a Ce s lilk re MuniAnidun r Ga 2 x bh 86 UONESN 7 gee Auge gida Wi m s d 3P 598P X a ge Z eRe Zelt we Ei Le 139 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Echantillonnage D s X LIII Y LIII Prof mars Indice BSS D signation Sud Sud Commune Aquif re mai 2002 2003 10904X0063 MARSOL BAIXAS Plioc ne 10904X0011 Mas Nou RIVESALTES Plioc ne 10904X0022 Mas P chot RIVESALTES Plioc ne 10904X0003 Monna RIVESALTES Plioc ne Plioc ne 10795X0050 Font Dame ancien SALSES continental 29 34 m Font Dame nouveau SALSES Plioc ne continental 10911X0086 Mas Lamer i SALSES Plioc ne 10911X0213 SALSES Plioc ne 10904X0076 SALSES Plioc ne 10795X0026 SALSES j Plioc ne Illustration 99 Liste des points d eau chantillonn s dans les formations plio quaternaires lors des campagnes spatiales ES we 19795 0001 5 Font Estramar 6512 621 1 1 SALSES rr ou BEEN zr Font Dame 649 34 61 38 1 SALSES 1 00 SCHER Ee uuu DOULCE du Lavoir 647 70 59 90 10 2 SALSES It SCE OU 210904 0001 de la Chiquel 642
113. Rapport final 55 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Depuis la mise en eau du barrage de l Agly le soutien des d bits de l Agly lors des p riodes estivales notamment a modifi les conditions d alimentation du karst au niveau des pertes L cart entre les volumes minimaux et maximaux s est r duit ce qui signifie que l tat des r serves du karst est proche de leur maximale soit 70 millions de m L effet du soutien de l Agly par le barrage semble donc se traduire par un apport d eau plus important au syst me Ce r sultat est coh rent avec celui obtenu par l analyse du gain cf 2 2 3 Si ces r sultats venaient a se confirmer le changement de comportement du syst me depuis 1997 syst me globalement d avantage non lin aire volume de r gulation plus faible en raison de l augmentation de l alimentation par les pertes pourrait tre une cons quence directe de la mise en eau du barrage de l Agly et du soutien du d bit de l Agly au cours des p riodes estivales Le volume des r serves du syst me karstique estim 70 millions de m est mettre en relation avec le volume dynamique d duit de l analyse des courbes de r cession 25 6 millions de m Le rapport des deux volumes estim s donne une bonne image du pouvoir r gulateur du syst me de l ordre de 0 36 Nous avons caract ris le comportement du syst me karstique a long terme sur plusieurs cycles hydrologiques il convient mai
114. S d l SR t R 1 80 000 de Quillan 2 5 L a 1 100 000 des Formations C nozo ques du Bassin du Roussillon e ht 2 S Par B Aunay C Duvail P Le Strat G Clauzon N D rfliger 1786 i SS e e H F V N 5 v A 4 z e Q 4 x t s fa e 7 S j H aate d ED z 7 3 q x N Q CC t d Es dE Ae SA St pz day dye Re Va e mae A Pe P T j Ke N Par A y 2 x SE 58 3 z ee AG RE gt o E E 21 Se 2 e qo I d L oda s 0 s S V E ih 1778 2 E NH LV r i i EBEN NRC A SE b ta AR 1778 z ix N Be OS E 9 S ON b 4 Te e Tt VEN NES EUR 4 Bes fe x MY d 7 a ek PES j s LE 4 Y 5 5200 r a Ar E CC GAS Ural 21 25 1774 Wi m 4 770 t 5 Re Ee 725 5 2 2552275 HE Ke S AAA q Ed DS z A lt Wi 241 R fi 4 770 Lz E y D m G ST K Es G R 3 2 1 766 WIN m EPEA D d p 1758 q S 4 758 REP EEE NN NONS 3 DAE PAP ARDA r h TEL EE SE E EE 4 754 e e 5 e SE 4 754 Fag SN A RK Fr A q d NN ae q z Bes x gt x vi 7 S
115. SA JUOA INOS EI IP JUOUIOSSIUILIU9 Eau BRGM RP 52919 FR Rapport final 110 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Deux hypoth ses peuvent tre mises pour expliquer ce r sultat hypoth se 1 la matrice calcaire qui entoure les drains karstiques reconnus par les plongeurs est affect e par l intrusion saline ou hypoth se 2 l effet de densit se produit en profondeur gt 164 m et les drains subhorizontaux situ s entre 50 et 30 m NGF sont envahis par l eau profonde issue notamment du puits du loukoum g ant La matrice calcaire qui entoure les drains karstiques reconnus par les plongeurs n est pas significativement affect e par Tintrusion saline car elle pr sente une tr s faible porosit efficace Dans l tat actuel des connaissances nous ne sommes pas en mesure de trancher entre ces deux hypoth ses Dans le but de caract riser l extension ventuelle en profondeur de Tintrusion marine dans le karst il conviendrait d echantillonner les eaux dans le Pliocene sableux marin gt 60 m l aide dun ouvrage qui serait implant entre les sources de Font Dame et Font Estramar En effet le Pliocene marin sableux dans ce secteur est vraisemblablement aliment par les eaux du karst de mani re similaire aux chenaux fluviatile du Plioc ne continental 2 3 4 Synth se sur le fonctionnement g ochimique La caract r
116. SN at co f d d Ka lt SE A y Ges z ei 1750 SN SS s AY 2 2 1750 Dk 11 ae A SE 2 a 5 E x A lt ze 5 3 4 mk 2 OG a b b at 1746 lt gt 44 I la ei 4 746 F 7 J es y 4 E S 1742 lt ae lt PR vA EN gt p 1 742 Pr gt te 660 664 0 10 20 Kilom tres Illustration 1 Extrait de la synth se cartographique a 1 100 000 du massif des Corbi res d apr s Aunay et al 2004 BRGM RP 52919 FR Rapport final 21 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 QUATERNAIRE D p ts anthropiques SN Remb sis D p ts fluviatiles G nes de d jection Formations de versant Formations littorales D p ts lagunaires D p ts de sources Autres formations Cz Colmataqz U utz et seurrdue des banss PAM GI Spots glaria cos ir 11 6rer cl s T Foen an piau de tou bea CF yes Slacis corss ir f ict rs CF yz Cores de dejeclion Worn OFx 1 Slacis conzs supericirs CFin Cores de dejection Worn ere au Elements structuraux Mz Flage actuelle MHz D nop Zeonp us 210 CF Molus tie supe eur Gile se nalure run dil oe si r Grutre aven H Man Zerd n Fz 4lluviors heloc n
117. Salses Leucate Il est int ressant de noter que l effet de mar e ne se marque pas vraiment sur la conductivit des sources ill 53d e A court terme l volution de la mineralisation des sources n est donc pas ou tres peu li e aux variations du niveau de l tang 80 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 10 0 9 0 Fontestramar 8 0 Fontdame 6 0 5 0 4 0 eet iia a Ba a Pes 3 0 Conductivit mS cm 2 0 1 0 0 0 01 05 2001 25 02 2002 22 12 2002 18 10 2003 19 0 18 5 18 0 17 5 unu e d P 16 5 16 0 Fontestramar Fontdame 15 57 P102 P104 _ om 14 5 P Roboul Temp rature C 14 0 01 05 2001 25 02 2002 22 12 2002 18 10 2003 Illustration 52 volution temporelle des chroniques de conductivit et de temp rature Les chroniques de temp rature et de conductivit mesur es au niveau du pi zom tre 102 ne permettent pas de mettre en vidence les ph nom nes diurnes et semi diurnes ill 53c f contrairement a la hauteur d eau ill 34c Aucun ph nom ne p riodique n a t trouv pour les chroniques de temp rature mesur es au niveau des pi zom tres P104 107 et Roboul illustrations non pr sent es II est int ressant de noter que les chroniques de temperature des sources de Font Dame et Font Estramar semblent pr
118. aibles ampleurs La relation qui relie les variables dur e de dilution et d bit est de type puissance Y 60 X 0 37 R2 0 599 70 O gt N Dur e la dilution en heure Dur e de la dilution en heure 0 10 20 30 0 10 20 30 De bit du pic de crue m5 s De bit la fin de la phase de dilution m 3 s Illustration 70 Evolution de la dur e de la phase de dilution en fonction du debit Les dur es des p riodes de dilution re concentration sont comprises entre 112 et 478 h soit 20 jours au maximum Ce temps est comparable au temps d infiltration d termin par l analyse des courbes de r cessions 19 jours 7 cf 1 2 6 Les flux de chlorure export s lors des p riodes de dilution re concentration sont fonctions des variables pluie cumul e sur 3 jours d bits de d but et fin de piston et volume pistonn Ces variables expliquent 86 28 de la variance du flux de chlorure cf test statistique n 9 ann 4 L volution de la salinit de la source appara t donc fonction de l importance relative de chacun de ces param tres Ceci permet d expliquer l h t rog n it de comportement de la source vis vis des flux de chlorure export s En effet on montre que les flux de salinit export s par la source peuvent ill 71 augmenter entre le d but et la fin la crue cas des crues 1 2 9 et 4 groupe A
119. al 71 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 2 9 Synth se du fonctionnement hydrog ologique Le syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly est un syst me karstique complexe de grande taille poss dant des sous systemes au niveau du flanc sud avec Cases de P ne Baixas et sur le fanc nord avec Font Dame notamment Les coulements apparaissent comme nettement hi rachis s Le syst me semble comporter un r seau karstique de type anastomose avec n anmoins deux directions pr dominantes N45 75 et N105 Les analyses des chroniques pi zom triques montrent des diff rences de comportement selon que le point d observation est situ proximit ou distance de drains du r seau aussi bien sur le flanc nord que sur le flanc sud du synclinal du Bas Agly La superficie de l impluvium des calcaires affleurants permettant la recharge par les pr cipitations est d environ 165 km Ce bassin est d limit partir des connaissances g ologiques et des connexions hydrauliques prouv es ou suppos es par des essais de tra ages artificiels La surface apparente du bassin d alimentation estim e par bilan hydrologique sur la base du d bit moyen coul 2 565 l s aux deux principaux exutoires Font Dame et Font Estramar sur la p riode 1998 2003 est sup rieure 240 km En consid rant des d bits de fuite vers le Plio Quaternaire 400 l s maximum et les d bits d autres
120. alcaires plongent sous les s diments mio plio quaternaires de la plaine du Roussillon Faillat 1972 Le synclinal du Bas Agly pr sente un flanc sud fortement redress l ouest d Estagel la s rie du flanc sud est inverse puis l est d Estagel la s rie devient verticale Le flanc nord est pente vers le sud L axe du synclinal suit une direction E W ENE VVSVV et plonge vers l est Le synclinal pinc dans le secteur d Estagel s vase au niveau de la plaine du Roussillon Le flanc sud est recoup par la faille majeure de Prades direction NNE SSVV entre Espira de l Agly et Rivesaltes Les s diments miocenes pliocenes et quaternaires recouvrent en discordance le compartiment abaiss e Corbi res d Opoul Ce secteur est domin par des faci s calcaires karstifiables du M sozo que allochtone ill 2 Le Cr tac est l affleurement sur la majorit du massif le Jurassique n tant pr sent qu la p riph rie les calcaires du Jurassique constituent la bordure NW des Corbi res orientales et affleurent NE et au SW de la zone des plateaux d Opoul P rillos Les formations calcaires du Jurassique et du Cr tac atteignent une paisseur maximale de 1 200 m Le Jurassique est constitu de bas en haut de cargneules gr s marnes vertes et micac es rares bancs calcaires roux surmont s par des dolomies et des calcaires sombres marneux d une paisseur variable pouvant atteindre jusqu 500 m Jurassique inf rieu
121. alisation ill 61 Les eaux pr lev es dans le boulevard et la galerie chaude pr sentent la m me salinit que celle de la Vasque Les eaux de l ensemble du r seau explore les plongeurs apparaissent donc sal es BRGM RP 52919 FR Rapport final 109 Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 LA PUIE41S4 1U0 1 ap 99 N0S ej ap NESAIU ne anbijsuey auiajs s np anbibojoaboipAy juauiauuolj9uoJ np aAiejaidiajul enbnewaeyos adnon GZ 18 19 1 ajisuap aajes nea Jed uoneuiwejuo9 senbiwueuApoupAu S H ajes nea wed lt SUOISIOU 91 SOU9S JISUB SULJ zju w y20199q s pElci ap ajjlej El op neaosie 4 anblozosaw uoewloy xnaliBle ullpul u oollci ajqes 5 5 unew 21 unew l uuonISUELL sdo nbnes usol5uo U O cl 9U990 SI91d gt o D Z o Si Xn lqEs unew ejuauijuoo uueuw 2 SeH usAOW 2 p n 7 s sies OUOHOL e nsn oe je aijsnjed U QOIIcI kk AA 34 DARA A Aana uojpssnoy ulsse i np ajeonoT ureuloq yg n T s sres ureuro q S9191q4107 Sop 12 IUUIBIJ
122. amar d termin s par la m thode de Mangin 50 Position de la source de Font Estramar dans la classification de Mangin 177 RS E 52 Analyse R S des chroniques journali res de pr cipitation et de d bit de la Source d Font EU arcana R m D den Ee 54 Estimation du volume de r gularistation du syst me de Font Estramar partir de la courbe des d bits cumul s p riodes 1972 1982 1984 1996 et 1997 2003 d apr s R m ni ras 1960 55 Evolution temporelle du niveau de l tang de Salses Leucate Port Fitou de la hauteur d eau au niveau des pi zom tres P102 P104 P107 PRoboul Baixas ef Font Dames 2262202220 aa a a a a 57 Corr logrammes simples et crois s des niveaux pi zom triques et des DRE CIDILALIOINS EE 58 D calage temporel entre les diff rentes stations suivies pi zom tres et la source de Font Estramar exutoire de trop plein du syst me karstique 59 Coefficients de tarissement des pi zom tres ni 59 Densit spectrale de puissance spectre simple des hauteurs d eau de la source de Font Estramar et de Font Dame et du pi zom tre 102 n BSS 10795X0028 et du piezometre de la pisciculture de Font Dame n BSS EISE c aaa Pad 60 Densite spectrale de puissance relative spectre simple des hauteurs d eau des piezometres 104 107 Roboul et du pi zom tre de Cases de G L X 61 Densit spectrale de puissance relative spectre
123. ame a t propos par Llaneza Alonso 1995 Les limites propos es ont t bas es sur les donn es g ologiques et stratigraphiques de la r gion et sur les tra ages r alis s par Salvayre 1969 ill 11 Dans ses conclusions Llaneza Alonso 1995 remarquait que la surface totale de ce bassin d environ 170 km ne correspond pas avec un exutoire d bit moyen autour de 3 m s D apr s le bilan hydrique calcul le d bit de Font Estramar et Font Dame correspondrait un bassin d alimentation de 200 a 300 km BRGM RP 52919 FR Rapport final 31 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Depuis cet essai de d limitation les tudes men es dans le cadre du projet Corbi res ont permis d affiner la d limitation du syst me karstique Les r sultats des tra ages de Salvayre 1969 aux pertes du Verdouble ont t confirm s par les tra ages effectu s en 2001 sous phase Caract risation provisoire des syst mes en terme de transfert BRGM RP 52211 FR Une restitution faible mais significative du traceur fluoresceine a ete retrouvee aux sources de Font Estramar Font Dame et du chateau de Salses Un tra age a t galement effectu dans les pertes de l Agly sulforhodamine les r sultats en terme de restitution aux sources de Font Dame et de Font Estramar ne sont pas significatifs La connexion hydraulique n est pas prouv e mais reste suppos e comme vraisemblable L interp
124. an hydrologique 31 2 2 2 Analyse des d bits ClASSES nusura a t 24 264 a 36 2 2 3 Analyses corr latoires et spectrales des hydrogrammes des sources de Font Estramar et Font Dame 5222 43 2 2 4 Traitement des chroniques de d bit de Font Estramar par le filtre de We ee Run ele EE 47 2 2 5 Analyse de courbes de recessions de la source de Font Estramar 49 2 2 6 valuation de la stationnarit du syst me de Font Estramar et du volume de r gulation du r servoir 53 2 2 7 Analyses fonctionnelles court terme du karst d Opoul et d synclinal du BAS e Mae 56 2 2 8 R le hydrog ologique des pertes de l Agly et du Verdouble 63 2 2 9 Synth se du fonctionnement hydrog ologique 72 2 8 CARACT RISATION DU FONCTIONNEMENT HYDROG OCHIMIQUE DU SYSTEME KARSTIQUE PAR LE SUIVI DE CRUF 75 2 3 1 Suivis temporels de la conductivit de la temperature et de la min ralisation de l eau des sources de Font Estramar et Font Dame 75 2 3 2 Caract risation geochimique et isotopique des eaux du syst me KArSIQUe e Ken UR 84 2 8 3 Caract risation du m canisme de salinisation du syst me kastique par l tude des donn es physico chimiques de la source de Font Sg ln 95 BRGM RP 52919 FR Rapport final 7 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2
125. apport final 141 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les eaux du Mas Lamer et du forage Mona se positionnent entre le p le karst non sal et le p le pliocene ce qui sugg re une contribution possible du karst l alimentation des r servoirs poreux au niveau de ces points Les eaux du forage de Font Dame se r partissent entre le p le plioc ne et les eaux du karst sal ce qui indique une alimentation possible par les eaux du karst sal Ces premiers r sultats sugg rent donc que le karst contribue de mani re notable l alimentation des r servoirs du Plio quaternaire La verification et la quantification des proportions de m lange ont t abord es l aide des isotopes du strontium Sr Sr Nous pr sentons l illustration 103 l volution des rapports isotopiques du strontium en fonction de l inverse des teneurs en strontium Nous distinguons de nouveau dans cette repr sentation les diff rents types d eau en pr sence dans le secteur d tude 0 717 0 715 P le Pliocene FAT 1 r AEP F3 Rivesaltes 2002 poy FP F3 Rivesaltes r NI 1 x 5 of 2003 Spatial Pliocene 2002 Spatial Pliocene 2003 Karst 2003 0 713 L 00 V 0 711 o St M arie 7 Lamert gd ex 0 709 Sg D i M ona ZC e Lavoir g A A 104 e iFdo Roboul g Salses F Retraite Peon gt Chique P chot P le karst 0 707
126. arge puis la vidange d un r servoir aliment par les pr cipitations le second voque un soutien significatif des d bits par des pertes karstiques lors des tiages Ce r sultat corrobore ceux obtenus par les autres m thodes d investigation et notamment ceux de l approche g ochimique Les r sultats de la meilleure simulation pr sent e pr c demment ont t obtenus l aide des param tres suivants contribution moyenne de la pluie la pluie efficace gale 45 ce qui repr sente 245 mm de pluie efficace pour le cycle 2001 2002 par exemple surface du bassin d alimentation 274 km Le debit moyen cumul Fexutoire global du syst me sur la p riode consid r e 1998 2003 est de 2 500 l s La surface globale du bassin d alimentation calcul e par Tempo apparait tr s nettement sup rieure la surface de l impluvium des calcaires affleurants 166 km cf 114 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 1 4 Cette diff rence s explique principalement en raison de l alimentation du syst me par les pertes de l Agly et du Verdouble Dans la proc dure de calcul utilis e par Tempo les d bits de fuite vers le Plio Quaternaire et les d bits d autres sources Fort de Salses Fitou et Malpas ainsi que la contribution de l eau sal e en provenance de l tang ne sont pas pris en compte La surface de 274 km estim e pour le bassin d alim
127. ariations diurnes observ es pouvaient tre galement engendr es par les effets de mar e maritime compte tenu de la proximit de l tang de Salses Leucate L tude des spectres crois s 62 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 marnage niveau pi zom trique indique que le pic 24 h 00 est globalement coh rent celui du marnage compte tenu de la valeur de l amplitude du carr de la coherence gt 0 2 ill 38a L absence de coh rence entre le marnage et la piezometrie la fr quence correspondant au pic de 12 h 00 indique que le marnage n est pas responsable de la p riodicit observ e a 12 h 00 sur le spectre simple ill 36a Amplitude du carr de la coh rence Fonction de gain 1 2 1 0 b 24h00 0 8 12h00 0 6 0 4 0 2 0 0 0 00 0 05 0 10 0 00 0 05 0 10 Fr quence h 1 Fr quence h 1 Illustration 38 Spectres crois s fonctions de coh rence et de gain du marnage de l tang et du niveau pi zom trique du forage de la pisciculture de Font Dame 10795X0050 Pour la fr quence correspondant au pic 24 h 00 le gain est inf rieur 1 ill 38b La p riodicit 24 h 00 du marnage de l tang est donc transmise l aquif re captif du Plioc ne avec une att nuation En r sum la nappe captive du Plioc ne entre 29 et 34 m de profondeur au niveau de la pisculture de Font Dame est la fois soumise aux effe
128. aternaire peut tre abord e par l approche g ochimique qui est pertinente pour mettre en vidence les ph nom nes de m langes d eau de qualit s diff rentes Dans le but de caract riser les interactions entre le karst et les aquif res poreux du Plio Quaternaire deux campagnes de pr l vements ont t r alis es sur une dizaine d ouvrages En parall le les eaux du karst ont t echantillonnees au niveau de six piezometres ainsi qu aux sources de Font Dame Font Estramar et du lavoir de Salses le Ch teau Les informations g ochimiques sur les eaux de l tang Ladouche ef al 2000 et du Pliocene dans le secteur de Pia Ladouche et al 2003 ont galement t utilis es ainsi que les r sultats d une analyse d eau prelevee dans le forage d un particulier de la presqu le de Leucate forage Jardin Monte La localisation des points de pr l vement est report e sur l illustration 98 Deux campagnes de pr l vements ont t r alis es en hautes mai 2002 et basses eaux mars 2003 Les param tres chimiques analys s ont t les suivants l ments majeurs et traces Sr B Br Al Fe rapports isotopiques du strontium Sr Sr et de l eau O H Les tableaux de r sultats sont pr sent s dans le volume 1 BRGM RP 52918 FR Les caract ristiques des points d eau echantillonnes dans le Plio Quaternaire et le karst sont report es dans les illustrations 99 et 100 138 BRGM RP 52919 F
129. ation des pluies pikarst est bien karstifi e et est galement bien connect e a la zone noy e du syst me La dur e d infiltration est relativement courte 19 j 7 Le syst me karstique apparait galement assez sensible aux variations saisonni res de l alimentation par les pluies La zone noy e est bien karstifi e et se vidange assez rapidement La valeur moyenne du volume dynamique estimation par d faut du volume des r serves est importante de l ordre de 25 millions de m 6 millions de m Les r serves du syst me karstique apparaissent galement sensibles aux variations saisonni res et inter annuelles de l alimentation pluie d bit des pertes Le pouvoir r gulateur K 0 43 0 12 et le retard Tinfiltration 0 48 0 13 de Font Estramar positionnent le syst me dans la famille des syst mes complexes de grande taille dont la structure est faite de nombreux sous syst mes et dont la karstification est plus importante l amont qu l aval et qui pr sente des retards l alimentation pertes II convient maintenant de pr ciser l ordre de grandeur de la taille du r servoir du syst me et d valuer si le syst me a un comportement stationnaire autrement dit d valuer si le comportement pass du syst me peut expliquer son comportement futur Cette tude peut tre r alis e l aide de l analyse R S Rescaled range analysis BRGM RP 52919 FR Rapport final 51 Evaluation des ressou
130. ation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Annexe 3 Diagrammes de Piper et tableaux des donn es hydrochimiques pour les sources de Font Estramar et de Font Dame BRGM RP 52919 FR Rapport final 171 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Diagramme de piper de la source de Font Estramar BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Diagramme de piper de la source de Font Dame BRGM RP 52919 FR Rapport final LA Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 np SOSAJEUE D 8110121098 ne saanjoaya sasApeue 4 184182 JUO 4 ej ap sanbidojosi ja sanbiwiyo 505 sap sjejnsay IN L FE 998191 l e WINK US sinaua sep aun E00Z 60 SL NP 12016152 juo4 uojjnueuya mod 49r80 0 2 9 92 ot ttot Or 9920 Z s 26Z zz 2201 1892 182 099 646 2861 euue ow 1998020 711 sXi 2180 0 Lt 69 L 220 290 S00 r 807 121 861 01 IUIN 20 01 80 100 800000 0 20580 96 09 Oz e gt lel 469 SA 0 29 sie 09 892 ee 816 Ell 091 869 88 627 20 80 8218 10 60181 Tt Li Gusto 84 897 92 0092 292 909 ot zi 981 6 8 1er LEZ 20 0 6212 140 200
131. atisfaisante compte tenu des carts observ s La formulation de Turc n est pas en mesure de prendre en compte la sp cificit du climat de la zone d tude prise en compte des effets du vent Tramontane Station Temp rature D ficit moyen Lame d eau Surface bassin pluviom trique moyenne inter annuelle 1 moyenne infiltree d alimentation annuelle C mm 1998 2002 mm km Perillos 13 585 253 Tautavel 14 483 98 861 Fitou 15 559 566 estimation partir des donn es de la r partition moyenne des isothermes Bertrand 1974 Illustration 13 Estimation de la surface du bassin d alimentation l aide du d ficit d coulement calcul par la formulation de Turc L estimation de la surface du bassin d alimentation l aide des bilans hydrologiques n appara t pas compl tement satisfaisante Les estimations d notent que la surface du bassin d alimentation est sup rieure 240 km Les surfaces minimales obtenues sont tr s sup rieurs a la superficie des calcaires affleurants au niveau de l impluvium soit 166 km2 Thomson 2002 Cette comparaison indique qu une grande part des Surface du bassin d alimentation estim e sur la base du volume d eau coul pour l ensemble du syst me karstique Font Dame Font Estramar 420 9 millions de m du 01 10 1998 au 30 09 2003 cinq cycles hydrologiques 34 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2
132. aux Duriez 2002 conclut l existence dans le cas d un syst me bien karstifi d un r seau de drains de type anastomose comme en t moigne le r seau noy de Font Estramar affect n anmoins de d formations selon 30 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 deux directions dominantes N45 N75 et 1052 1352 Ces deux directions sont coh rentes avec le sch ma structural r gional de la zone d tude la faille de Prades tant N40 et la faille nord pyr n enne N90 De plus les directions d coulement mises en vidence par essais de tra age suivent principalement ces deux directions galement Salvayre 1974 soit WNW ESE pour les essais de coloration des pertes du Verdouble et de l Agly non confirm et WWN EES pour les connexions hydrauliques entre le Roboul ou l aven des Amandiers et les exutoires de Font Estramar et Font Dame 2 1 4 G ologie et ressource en eau potentielle dans le karst En r sum le syst me karstique du synclinal du Bas Agly et Corbi res d Opoul est un syst me complexe du point de vue de l architecture g ologique La position du niveau de base lors de la crise messinienne qui aurait atteint 1 500 m NGF a potentiellement permis une karstification de l ensemble de la pile s dimentaire soit plus de 1 000 m d paisseur Ces s ries sont affleurantes sur les flancs nord et sud du synclinal et affect es d une tectonique cas
133. bit I s 0 01 70 01 72 01 74 01 76 01 78 01 80 01 82 mm Precipitation D bit Fontestramar Periode 1984 1996 Excedentaire D bit l s 2 D 5 o Ben gt o gt s 0 01 82 01 84 01 86 01 88 01 90 01 92 01 94 01 96 um Precipitation D bit Fontestramar Periode 1997 2003 Excedentaire Hauteur pluie mm D bit I s 01 96 01 98 01 00 01 02 m Precipitation D bit Fontestramar Illustration 24 Moyennes mobiles annuelles sur les chroniques de pluie et de d bit journalier Font Estramar 48 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 La chronique filtr e des d bits a une structure modul e qui suit globalement celle des pr cipitations Les cycles exc dentaires et d ficitaires sont bien marqu s le d ficit ou l exc dent de pluviom trie se fait sentir rapidement sur les d bits de la source Ces r sultats tendent montrer que le syst me un comportement globalement peu r gulateur l chelle pluri anuelle Le temps de r gulation du syst me est de l ordre de grandeur du cycle hydrologique environ 1 an Pour le cycle hydrologique 1996 1997 les d bits moyens de Font Estramar apparaissent tr s l v s alors que l exc s pluviom trique n est pas particuli rement important L importance des d bits moyens pour ce cycle hydrologique peut avoir pour ori
134. ble peut tre sup rieur 2 m s ill 40 64 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Q pertes I s 28 05 2001 717 0 717 22 06 2001 215 0 215 18 07 2001 172 0 172 18 07 2001 172 0 172 23 07 2001 161 0 161 23 07 2001 114 0 114 18 10 2001 113 0 113 25 10 2001 69 0 69 23 01 2002 134 0 134 24 04 2002 2 565 467 2 098 10 05 2002 2 005 513 1 492 26 06 2002 333 0 333 10 10 2002 427 0 427 08 11 2002 196 0 196 16 01 2003 225 0 225 24 02 2003 3 475 1 474 2 001 12 06 2003 261 0 261 31 07 2003 31 0 31 17 09 2003 51 0 51 Illustration 40 Estimation des d bits instantan s des pertes du Verdouble b Proc dure de calcul des d bits journaliers Afin de mieux conna tre le fonctionnement du syst me karstique notamment l aide du logiciel TEMPO cf 2 4 nous avons t amen s estimer les flux d eau journaliers qui contribuent l alimentation du karst au niveau des pertes Les d bits journaliers des pertes de l Agly et du Verdouble ont t estim s pour la p riode 01 01 1997 au 31 03 2002 Nous disposons des d bits journaliers aux quatre stations hydrom triques de la DDAF Plan ze canal de Latour Tautavel et Mas de Jau cf ill 41 Entre la station de Plan ze l amont et la station de Mas de Jau l aval le cours a rien de l Agly subit les modifications suivantes prise du canal de Latour de France dont le d bit journalier est connu sta
135. bonate rocks in coastal areas Journal of Hydrology 14 p 139 157 Thomson P 2002 Analyse hydrog ologique du syst me karstique d Opoul et du synclinal du Bas Agly Corbi res orientales Mod lisation globale TEMPO et discr tis es MARTHE DESS Hydrog ologie et Environnement univ d Avignon et des Pays du Vaucluse Avignon 59 p BRGM RP 52919 FR Rapport final 161 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Wicks C Herman J S 1995 The effect of zones of high porosity and permeability on the configuration of the saline freshawater mixing zone Groundwater vol 33 n 5 p 733 744 Williams P W 1977 Hydrology of the VVaikoropupu springs a major tidal karst resurgence in the Northwest Nelson New Zealand Journal of Hydrology 35 p 73 92 162 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Annexe 1 R sultats de l analyse des courbes de r cessions de la source de Font Estramar pour la p riode 1971 2003 BRGM RP 52919 FR Rapport final 163 LA Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 66 0 F 6 Sc 8 88 0G0 0 8 c8 6 099 0 9000 CO OL EL 960 96 0 E c 6 Oc G Cp 429070 GD OCH 0320 G600 0 Iz GL c0 80 7c 20 20 82 40 90 01 GC 8 0 A v6l L 66 8 0 0 06 98 6 Le 6 0 GU 00 0 9 0 66 iv 0 Op 0 6 v 012 688 0 0 0 151 g l 92 Gc 0G 0
136. c nario on impose donc les contributions relatives moyennes des pertes et de la pluie efficace pour le fonctionnement du syst me La technique d inversion consiste calculer les r ponses impulsionnelles des pertes et de la pluie efficace ill 78 et le seuil Om ga de pluie efficace de telle sorte que le mod le soit le plus proche possible du d bit observ ill 79 Ce seuil Om ga est estim partir de la pluie et de PETP de telle fa on que seule la hauteur de pluie situ e au dessus de ce seuil g n re un d bit l exutoire Plusieurs tests ont t r alis s les meilleurs r sultats ont t obtenus pour une surface quivalente de bassin d alimentation gale 270 km Les r sultats de la mod lisation ill 79 reproduisent globalement assez bien l volution observ e les pics de crue sont bien reproduits Le mod le explique 92 5 de la variance totale observ e ce qui constitue un bon r sultat crit re de Nash 0 85 Le mod le a tendance a sous estimer le d bit de fin d etiage de 2000 Ce r sultat peut s expliquer par une sous estimation des d bits des pertes de l Agly et du Verdouble Le calcul des r ponses impulsionnelles ill 78 indique qu il n y a pas de composante non lin aire effet de chasse pour le syst me karstique pris dans sa globalit La r ponse impulsionnelle de la recharge pluie efficace montre un maximum prononc le 2 jour puis d croit de mani re plus ou moins exponen
137. chelle du synclinal du Bas Agly indique que si les plans de drainage s orientent selon toutes les directions deux directions paraissent privil gi es N45 N75 et N105 N135 Les plans se d veloppent de mani re pr pond rante verticalement sub verticalement L inventaire des ph nom nes karstiques r alis notamment par Salvayre 1977 caract rise des cavit s explor es verticales l exception du r seau noy de Font Estramar Les deux directions de d veloppement du r seau karstique de Font Estramar correspondent aux deux directions pr f rentielles soit la direction des d formations associ es la faille de Prades et la BRGM RP 52919 FR Rapport final 145 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 faille nord pyreneenne Ces observations laissent supposer l existence d un r seau karstique de drainage de type anastomos De plus les directions d coulement mises en vidence par essais de tra age suivent principalement ces deux directions galement Salvayre 1974 soit SSW NNE pour les essais de coloration des pertes du Verdouble et de l Agly non confirm et WNW ESE pour les connexions hydrauliques entre le Roboul ou l aven des Amandiers et les exutoires de Font Estramar et Font Dame Qpertes 800 Us 700 Us Q tang x lt 250 Us Peff lt 1500 Us Qkarst Plio IV x lt 350 l s Qsources 2250 l s lt 100 l s Qcases de P ne
138. ches de O voire tr s l g rement sup rieurs jusqu 0 16 ce qui indique que les eaux sont l quilibre ou tres l g rement sur satur es vis vis du min ral Pour atteindre cet tat thermo dynamique les eaux ont donc reside suffisamment longtemps L hypoth se 3 est v rifi e Hypoth se 4 la remont e de l eau vers la surface est rapide afin d viter les r equllibrations En contexte karstique les vitesses d coulement sont rapides Pour les syst mes de Font Dame et Font Estramar les vitesses d ecoulements d duites de l essai de tra age Verdouble sont comprises entre 3 et 13 m h Courtois et al 2003 L hypoth se 4 est consid r e v rifi e Hypoth se 5 l ne faut pas qu il se produise de m lange avec les eaux superficielles lors de la remont e des eaux profondes Cette hypoth se est la plus difficile respecter pour ce syst me karstique En effet on ne peut pas exclure la possibilit qu un m lange se produise entre les eaux profondes chaudes et les eaux superficielles plus froides lors de la remont e des eaux Afin de minimiser l impact du m lange il convient de s int resser aux r sultats des p riodes de basses eaux p riodes pour lesquelles on suppose que la contribution des eaux superficielles froides est la plus faible C est en effet au cours des p riodes d etiages estivaux que la temp rature des sources notamment Font Estramar est la plus lev e Sur la base d
139. composantes v nementielle et pr v nementielle l aide de traceurs chlorure et temp rature Pour d composer l hydrogramme on calcule dans un premier temps les flux associ s ces traceurs puis on d termine leurs r ponses impulsionnelles par inversion afin de reproduire au mieux les volutions mesur es Les r sultats pour les composantes v nementielle et pr v nementielle sont pr sent s respectivement aux illustrations 88 et 89 Dans un second temps on cherche reconstruire Thydrogramme unitaire partir d une combinaison lin aire des r ponses impulsionnelles des flux pre evenementiel et v nementiel La reconstruction de Thydrogramme unitaire ill 90 partir des deux composantes ill 91 valide a posteriori le mod le postulant que les variables temp rature normalis e et concentration en chlorure sont respectivement les traceurs de l eau v nementielle et pr v nementielle BRGM RP 52919 FR Rapport final 125 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 R ponse impulsionnelle du flux v nementiel 0 18 0 16 0 14 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 00 jour Mod le et observations R2 0 931 Nash 0 8728 S 10000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 9000 Sg AM 20 05 02 06 11 02 25 04 03 12 10 03 sr 01 12 01 Mod le Flux v nementiel Illustration
140. cone Zone di Nerd Micrel Dutar aG Nuvisliles gi ssux reeller BL D p te via as MENGLX Camncanieri s Cr tac inf rieur Seu d p ls Musialiles ron arno z el gr eSa Camps mer irtensur d s ts Humiatles azo quas imors argilosatlerx et res temuq 181 6264 Tuiariieri si sis ai Caniscizn el Ssnlorisr gr u errugriei x gr u rricsc s gr s calcareux hat ve raire Daer 64 5 Santonien Za rparian ar s de ls pirada de Durban izen de Curban Auchan c2 3 Taroren Contsotsn srgiles lipileuses de la pi See 216M Corn nanied st zent marras riz Chiesa Ratasilarrs or z nos Goals saus pyrtncernes Gatien at Turkar 4106 Cinomarien euptrieu pr ceux Orb lines el F clv glines cure see cailles eaus pryi lat Cronan en int rieur G ler 3 Siriplylyeolinee Lea des gail ee buLse uyra n Qu cl Alien sup ries CG rurma eu manes Pris 2pugs sone cles Sevilles saus pyr Sree ct C arnar eri Ti ralz manes e g s irdi M er cis S laun sie Tenra Cr tac sup rieur sp cifique la zone nord Mouthoumet ch Maastichten Inclte encl 3 sude lt ogr aden calcalres et 1U atilee songlom ratiqt ee gr seux ei Ilimoneuz lt Csparde c6C Maartichton calcaires larnses e Paten 7 lt 6P D p ts Nuyatiles ceeentelle vent 263glomeratiqi es A anol les Camera ze Daban ene de Dan Tusia
141. coulements de ce syst me karstique binaire provient de l alimentation par les pertes qui se produisent sur l Agly et le Verdouble La d termination de la superficie d un bassin d alimentation est limit e par l incertitude sur la d termination de la pluie efficace De plus ce bilan sommaire est calcul l aide des volumes des deux principaux exutoires la source de Font Estramar et de Font Dame et ne prend pas en consid ration les flux au contact des deux aquif res karst et poreux du Plio Quaternaire En consid rant des d bits de fuite 400 l s max 12 614 400 m et des d bits d autres sources temporaires Fort de Salses 20 Us soit 630 720 m par an Fitou et Malpas 15 l s soit 473 400 m5 la superficie du bassin d alimentation appara t n cessairement sup rieure 240 km Les limites de Fimpluvium des calcaires affleurants 166 km pour le syst me karstique d Opoul et du synclinal du Bas Agly sont pr sent es l illustration 11 au nord est les fen tres tectoniques sur le Trias au nord et nord ouest la limite a t tablie sur le contact des calcaires avec le Lias marneux l ouest les calcaires qui affleurent autour de Paziols semblent bien isol s hydrauliquement par des failles qui les mettent en contact avec les marnes aptiennes Nous consid rons pour cette tude que le front de chevauchement de Vingrau constitue une limite entre le massif d Opoul et le massif du Pech de Geni vre
142. crues cf 2 3 3 permettra d apporter des informations sur les m canismes de la salinisation du syst me karstique La reponse a long terme se traduit par une augmentation significative de la conductivit lectrique des eaux dans les semaines qui suivent les pisodes de crues majeures des p riodes printani res Au cours des p riodes estivales la min ralisation amorce une l g re diminution Un ph nom ne similaire est observ pour la temp rature mais l amplitude des variations demeure plus r duite Les volutions observ es sugg rent une augmentation relative de la composante profonde du syst me On cherchera v rifier cette hypoth se par l approche de mod lisation globale dite bo te noire l aide du logiciel TEMPO cf 2 3 4 2 3 2 Caract risation g ochimique et isotopique des eaux du syst me karstique 4 Opoul Les eaux des sources de Font Dame et Font Estramar sont de type chlorure sodique comme on l a montr pr c demment Nous allons maintenant tirer parti des informations que portent les diff rentes esp ces chimiques dissoutes dans les eaux pour tudier de mani re plus d taill e l origine des eaux des sources identifier et estimer la part respective des eaux de chaque r servoir mises en jeu dans les m langes afin de fournir des indications sur le fonctionnement hydrog ologique du syst me karstique a Origine de la salinit des sources de Font Dame et Font Estramar On montre
143. d une source sal e par une intrusion diffuse d eau marine en profondeur dans le conduit d apr s Arfib 2001 107 Contexte g ologique au niveau de l tang de Salses Leucate extrait de la carte n 1079 1 50 000 BRGM copyright 109 Coupe sch matique interpr tative du fonctionnement hydrog ologique du syst me karstique au niveau de la source de Font Estramar 110 Corr logramme crois pluie d bit obtenu partir de la combinaison lin aire des pluies option pond ration des chroniques de pluie de IR E EE 113 R ponse impulsionnelle a et comparaison du d bit mod lis au d bit mesur b cart type 888 s 91 96 de la variance totale expliqu e 114 Hypoth se 1 r ponses impulsionnelles de la pluie efficace et des d bits des pertes du syst me karstique d Opoul eiii 118 Hypoth se 1 comparaison du d bit mod lis aux d bits mesur s QFont Dame QFont Estramar 93 de la variance totale expliqu e 118 Hypoth se 1 identification des diff rentes parties de l hydrogramme unitaire du syst me karstique pris dans sa globalit 119 Hypoth se 1 volution temporelle des contributions des composantes de el e EE 120 BRGM RP 52919 FR Rapport final Illustration 82 Illustration 83 Illustration 84 Illustration 85 Illustration 86 Illustration 87 Illustra
144. de l aquifere ou a des effets de mar es maritimes ill 36a et b DSP relative de la pression atmosph rique Fr quence h 1 0 00 0 05 0 10 0 15 DSP relative du marnage de l tang de Salses Leucate 0 00 0 05 0 10 0 15 Fr quence h 1 Illustration 36 Densit spectrale de puissance relative spectre simple de la pression atmosph rique et du marnage de l tang de Salses Leucate L tude des spectres crois s pression atmosph rique niveau pi zom trique indique que les pics 12 h 00 et 08 h 00 sont li s la pression atmosph rique compte tenu des valeurs de l amplitude du carr de la coh rence ill 37a Le pic 24 h 00 observ sur le spectre simple n est pas li l effet barometrique compte tenu de la faiblesse de la coh rence ill 37a Pour la fr quence correspondant au pic a 12 h le gain est proche de 1 L information barom trique a 12 h 00 est presque enti rement transmise a l aquif re quasiment sans aucune attenuation ill 37b Fonction de gain Amplitude du carr de la coh rence 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 Fr quence h 1 Fr quence h 1 Illustration 37 Spectres crois s fonctions de coh rence et de gain de la pression atmosph ique et du niveau pi zom trique du forage de la pisciculture de Font Dame 10795X0050 Dans un second temps nous avons cherch v rifier si les v
145. de l interface eau douce eau sal e l implantation d un forage ayant pour cible les eaux souterraines du Pliocene marin sableux pourrait tre envisag e dans le cadre de la phase l du projet Cet ouvrage n est pas prioritaire face aux objectifs d valuation de la ressource du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly Au vu de la ressource en eau souterraine importante telle qu elle a t valu e 25 millions m de r serve et un d bit moyen de 2 5 m s au niveau des exutoires et de la salinit localis e au niveau de la zone des exutoires actuels il appara t interessant de proc der des prospections g ophysiques pour implanter deux trois forages de reconnaissance Zone prioritaire au niveau du flanc nord dans le secteur Montpins La Joliette avec une implantation sur la base de la g ologie des forages existants et des r sultats d une prospection g ophysique sismique haute r solution profondeur de l ouvrage 500 m e Secteur de la Combe Fran aise au niveau d un syst me annexe au drainage tr s probablement afin de v rifier galement la zone d influence de Tintrusion saline ce forage pourra tre implant sur la base d une reconnaissance g ologique et g ophysique panneaux lectriques Secteur de Rivesaltes au niveau du flanc sud du synclinal dans le but d implanter un forage pour intercepter la ressource sollicit e Cases de P ne et se rapprocher des zones
146. de la Tiroun re syst me karstique du Verdouble syst me karstique des Adoux las Bordes Le pr sent rapport vol 2 concerne la caract risation du syst me karstique des Corbi res d Opoul Synclinal du Bas Agly tant en terme de structure que de fonctionnement Diff rentes m thodes compl mentaires ont t mises en uvre afin de proc der cette caract risation i tude g ologique d taill e partir des cartes g ologiques de levers de terrain de photos a riennes des forages existants et de donn es sismiques offshore ii tude hydrologique des relations pluies d bit au niveau des exutoires et de pi zom tres d observation quelques douze points et des pertes de l Agly et du Verdouble iiil tude hydrog ochimique au niveau des sources pertes mais aussi au contact karst et aquif re plio quaternaire du Roussillon Une caract risation des r serves ressources du syst me a t mise en uvre partir des hydrogrammes des exutoires principaux sources de Font Estramar et de Font Dame analyses des courbes de r cession notamment Les questions relatives au r le des pertes dans le fonctionnement de ce syst me karstique binaire aux changes entre les deux aquif res karst et plio quaternaire du Roussillon l origine de la salinit des sources de Font Estramar et de Font Dame ont t trait es l aide de ces diff rentes m thodes et galement par une approche th orique de simulation entre
147. deo e 1u lnqin awibay IUSUEUUSJ e e U0ZHOU DO e ep uollisod ej yos anb anbijuapi s JUBOS 210 11qap 27 SJIJPUIWE 189 uondaosqe p ej ajuawbne synpuos aiquwou aj anbs107 UEBHOS IE10 11q9p np g juowe ediounid 1u nqiuo xne1od Dau np oolq ne sajpauuoo xneyuozuOU SJ919SIP sjuaua a sel dz UONEMNUIS ej e SOJEIILUIS JUOS S axa dawo9 1S SJ919SIP sjuaweala sap JUOWEUILUEU a 5 anuliwip juejuos e o 11q9p l je juajuawbne seuad sa yu jnq n awibay SJINPUO9 21quou ne ajpeuuoiuodold is 1iqap np uoipejuawbne 7 xnauiod naju ne sajpauuoo uauwea1joauip sed juos au sjuasaud S 9J9SIP SJUSWEIS Sol IS ajuawbne JUCLIOS 210 l awibay Su da JuaWIUIJaPUI S INPUOD Se UO IS BWW GB sed assedap au uodiosde p ajewixew ajoedeo e7 xnejuozuou SUIEID xne sajpauuoo JUOS XDE H A sup sep Is ajuawbne 19 1n a9 1UBHOS E10 11q P np uonejuawbBne g juanqujuoo no ainjpejy xnaJod 1 ne sajoauuoo9 xnejuoziuou SJ919SIP SJUOW99 597 u silins ainuanno p Www G 3 W ap SJUEJSIP SJINPUO9 OC l l n Z SSE 1S peut np uonduosqe p ajewixew e UOUEITILUIS s ejnsay UOUEIDUIIS ap SUOIJIPUON
148. e zl mr aux de et Gale Eocene Pliec ne inf rieur Zancleen Abs Cu sien Lul l en Molzsse Je Cassan ses de niz irs et da mamrs grear asas Arreiztiles sirin se Zalsse A edbs 6C Bans calcaire aale pr cier cuperietr LA tie Wile beclonvrecedireeilyine inl s cure de s siie de Pu arpau fr rations ccmfinentales 464 5 Poudingues des sup r eur cang amerats domirante arglies et marc edbs Shl Couches de Fa inter eur varres d vine nces et songlonxrate c br amp C Llnrizonz calcaires tirte sal s se nmat des pr idin zies des fintar 2 dans la parte n ie e des couches de Fa m Mloc ne conclrental Formation ce bl Tabi z ri Pic Facie3 centnerte lions at manea 1 Gel RADE Ypras n sips tir llersien s pe 18171 Se hues M2061341 qres DL mmiJlitzs Ramsi pt pe 75 lor gitydir aux SUI paleot ch facies de pains Franee 3 bancs carbonetes t ch enatx able ix sabo esil suleux pi Fretzsdchanie sablas grawars gaile pile Culosies lacusb ee el ans midirietir au Olig oc ne Plioc ne g2 m1 DSligs miocers ndiffsrcids bottom P a p Cailoutis dz Barrou M mames P poudre es budie s br Lr ct ies pin Faci s rair sebles akugiu es Cangamerels 7 Asuitar g
149. e Pour la p riode 1971 1982 H pr sente une valeur proche de 0 9 tandis que pour la p riode 1984 1996 H est nettement plus faible 0 65 environ ill 28 Pour la p riode 1997 2003 les coefficients ne sont pas significatifs l chelle annuelle en raison d une chronique trop courte A l chelle semestrielle 180 j le coefficient de Hurst est de 0 56 ce qui traduit un comportement fortement non lin aire Lors de la p riode 1971 1982 le syst me karstique avait un comportement globalement lin aire et stationnaire H 0 88 et avait tendance r guler de mani re importante les pr cipitations de mani re similaire un aquif re poreux Pour la p riode 1984 1996 le syst me a pr sent un comportement nettement moins lin aire H 0 65 et r gulait moins bien les pr cipitations Cette diff rence de comportement devrait se traduire par des volumes de r gulation diff rents L tude de l volution de l tat du r servoir peut tre abord e par l analyse de la courbe des d bits cumul s Cette technique est utilis e pour l tude de r gularisation des d bits des cours d eau au moyen de retenues ou barrage R m nieras 1960 Elle consiste estimer partir des carts entre volumes cumul s et volume moyen la capacit n cessaire au r servoir pour r guler le d bit une valeur moyenne BRGM RP 52919 FR Rapport final 53 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Analyse R S A
150. e a t conduite par secteur cf ill 7 Forages au niveau du flanc sud du synclinal du Bas Agly le forage de Cases de P ne 10903X0026 d une profondeur de 90 5 m est art sien en p riodes de hautes eaux il recoupe les formations calcaires du Cr tac inf rieur L essai de pompage de longue dur e a t r alis en 2001 avec un d bit de 300 m h L interpr tation de cet essai a montr que la surface d alimentation correspond globalement au flanc sud et de plus que ce d bit d exploitation peut tre appliqu en tout cas pendant 9 mois sur 12 Par ailleurs l tude des tarissements non influenc s indique un d bit proche de 500 300 m h selon Faillat 1972 l influence du soutien du barrage de Caramany l alimentation des pertes joue un r le dans le fonctionnement hydraulique du flanc sud Le pi zom tre au niveau de l aven de Baixas est situ l extr mit affleurante du flanc sud au contact avec les formations du Plio Quaternaire ll a une profondeur de 50 m Ces deux ouvrages ont un comportement hydraulique similaire comme l atteste le suivi pi zom trique en continu Ce sont les deux ouvrages principaux sur ce flanc du synclinal 26 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Forages atteignantles schistes noirs ou les calcaires du Cr tac inf rieur Forages dans formations du Pliocene Illustration 7 Localisation des forages me
151. e de dilution li une augmentation relative de la composante non sal e qui contribue au d bit de la source Le syst me karstique n est plus l tat stationnaire e Conclusion sur le fonctionnement de la source de Font Estramar La source de Font Estramar pr sente un fonctionnement complexe lors des p riodes de crue Des effets de seuils contr lent le comportement du syst me en fonction de l importance relative de diff rents param tres pluie cumul e sur 3 jours d bits de d but et fin de piston et volume pistonn BRGM RP 52919 FR Rapport final 107 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Le premier effet de seuil concerne le volume pistonn lors des crues Le nombre de conduits ou de fractures sollicit s par l effet piston augmente brutalement en fonction de l importance de la mise en charge du karst par les pr cipitations Ainsi les crues de faible ampleur 7 m s g n r es par des pisodes pluvieux peu importants H lt 60 mm en trois jours expulsent durant la phase piston un volume d eau constant 0 28 millions de m et une quantit constante de chlorure 572 106 1 et ceci ind pendamment de l tat initial du syst me karstique d bit initial teneur en chlorure initiale de la source Pour les crues de plus grande ampleur 7 lt 28 mis g n r es par des pisodes pluvieux importants H gt 60 mm jusqu 200 mm en trois jours le volume d eau e
152. e des Corbi res orientales region est et des plaines de Rivesaltes Lapalme Caves et Sigean Th se de 3 cycle univ Montpellier 289 p Glover R E 1959 The patterns of fresh vvater flow in a coastal aquifer J Geophys Res 64 p 457 459 Got H 1965 Contribution l tude g ologique et hydrogeologique de la region de Feuilla Fitou Corbi res et de la Salanque Roussillon These de doctorat CERGH institut de g ologie univ Montpellier Il 158 p Henry H R 1964 Effects on dispersion on salt encroachement in coastal aquifers In sea water in coastal aquifers USGS Water supply pap 1613 C p 70 84 Hovvard K VV F Mullings E 1996 Hydrochemical analysis of groundvvater flovv and saline incursion in the Clarendon basin Jamaica Groudnvvater vol 34 no 5 p 801 810 160 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Hubbert M K 1940 The theory of groundwater motion J Geol 48 p 785 944 Llaneza Alonso S 1995 Le karst de Font Estramar et l alimentation de l tang de Salses Leucate Pyr n es Orientales DESS Hydrog ologie et Environnement univ d Avignon et des pays de Vaucluse 56 p Mangin A 1970 Contribution l tude des aquiferes karstiques partir de l analyse de courbes de d crue et de tarissement Annales de Speleologie t 25 3 p 581 609 Mangin A 1975 Contribution l tude hydrodynamique des
153. e et Font Estramar sur la p riode 1998 2003 De mani re similaire Font Estramar deux ruptures ont t identifi es sur la distribution La premi re rupture se produit pour une fr quence cumul e de 75 40 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 autour de 2 500 3 000 l s La seconde rupture debit proche de 13 000 l s se produit pour une fr quence cumul e proche de 99 en contexte de forte crue La pente a2 est inf rieure al tandis que la pente a3 est sup rieure a2 Les caract ristiques de la distribution indiquent un changement de comportement hydraulique lorsque le d bit est sup rieur 2 500 l s le syst me evacue plus facilement les eaux en p riode de crue Ce comportement traduit la participation d eau en provenance d un autre syst me ce qui appara t coh rent compte tenu de la nature binaire de ce syst me apport par les pertes de l Agly et du Verdouble La seconde rupture est li e la mise en fonction de trop plein lors des crues importantes Q gt 13 000 l s comme on l a mentionn pr c demment Dans le but de caract riser le comportement du karst non plus proximit des sources de trop pleins Font Dame Font Estramar mais au sein du bassin d alimentation nous avons r alis une analyse des niveaux d eaux classes l aide des donn es du pi zom tre 104 pour lequel nous disposons d une chronique suffisamment longue
154. e la courbe de tarage tablie l aide de la chronique de hauteur d eau du pi zom tre 102 cf vol 1 BRGM RP 52918 FR Pour la p riode consid r e les d bits journaliers moyens minimum et maximum sont respectivement de 778 383 et 6 467 l s L analyse des d bits classes de la source de Font Dame a t r alis e avec un intervalle de classe de 100 l s Les ajustements r alis s sont pr sent s a l illustration 16 70 DOP Woh pF OO TH ON OGG Fou _ Probabilit cumul 100 1000 10000 Debit l s Illustration 16 D bits class s de la source de Font Dame sur l ensemble des donn es de la p riode 1998 2003 classes de debit de 100 I s Contrairement la source de Font Estramar une seule rupture de pente a t identifi e sur la distribution des d bits class s de Font Dame Cette rupture s observe pour des valeurs de d bit proches de 1 000 l s pour une fr quence cumul e sup rieure 96 en contexte de crue Les caract ristiques de la distribution correspondent au cas B de la classification de Marsaud cf vol 1 BRGM RP 52918 FR Les caract ristiques de la distribution indiquent un changement de comportement hydraulique lorsque le d bit est sup rieur 1 000 l s le syst me vacue plus facilement les eaux en p riode de crue Ce comportement traduit la participation d eau en provenance d un autre syst me apport par les pertes de l Agly et du Verdouble BRGM RP 529
155. e lors des mois d hiver hautes eaux que lors des mois d t basses eaux Aucun ph nom ne p riodique a long terme n est observ pour les chroniques de temp rature des piezometres P104 P107 et Roboul On observe par ailleurs que la temp rature mesur e au niveau du piezometre Roboul est nettement plus faible 15 9 C en moyenne que celles mesur es aux autres points d eau suivis La temp rature de l eau du piezometre Roboul est voisine de la temp rature moyenne annuelle de l air du secteur d tude 15 4 C moyenne 1946 2000 Meteo France L influence de la composante thermale dans le secteur du piezometre Roboul appara t donc assez limit e contrairement aux autres points suivis Troy Font Estramar 18 0 Tmoy Font Dame 17 3 Tmoy P102 17 4 Tmoy P104 17 2 Tmoy P107 16 8 C titre d information les temp ratures des eaux au niveau des pi zom tres P103 et P105 r cemment quip s de capteur de niveau d eau novembre 2003 taient respectivement de 15 8 C et 17 1 C d Synth se La min ralisation des eaux des sources de Font Dame et Font Estramar est bien corr l e la conductivit lectrique des eaux La min ralisation et la temp rature de l eau de la source de Font Dame volue peu au regard des variations observ es la source de Font Estramar La source de Font Estramar apparait en moyenne 1 5 fois plus min ralis e que celle de Font Dame Les eaux des
156. e plio quaternaire Les coulements peuvent probablement s inverser localement et temporellement Ces inversions de gradient pourraient tre appr ci es en comparant les hauteurs d eau mesur es Cases de forage de Sainte Colombe et a l aven de Baixas lors de la phase Il apr s nivellement de ces points BRGM RP 52919 FR Rapport final 155 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les coulements au sein du flanc nord sont orient s vers les exutoires actuels du syst me savoir principalement les sources de Font Estramar et de Font Dame Ces sources sont caract ris es par leur salinite dont l origine a t d termin e intrusion saline r cente des eaux de l tang quelques dizaines d ann es Des diff rences de salinit sont mises en vidence entre les sources la source de Font Estramar ayant une contribution de l ordre de 10 de l eau de l tang alors que la source de Font Dame uniquement 5 Les autres sources situ es au niveau de Salses le Ch teau ne sont pas affect es par la salinit Lintrusion saline par l eau de l tang est relativement bien circonscrite Le Plioc ne continental est marqu par une salinit dans le secteur proche des sources d montr e par des forages existants Concernant le Plioc ne marin sableux sous jacent aucune information n est disponible Pour affiner le mod le conceptuel d interpr tation de Tintrusion saline et pr ciser la g om trie
157. e pr cipit e au cours des trois jours qui pr c dent les crues ill 66a semble tre l un des facteurs explicatifs Les r sultats sugg rent que le premier groupe Vp 0 28 106 m correspond aux pisodes pluvieux d importance mod r e H lt 54 mm tandis que le second coincide avec les pisodes pluvieux importants H gt 62 mm et jusqu 200 mm Le contexte hydrologique initial ne semble pas jouer un r le important tout comme la dur e de l effet piston de 17 57 h BRGM RP 52919 FR Rapport final 101 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 1600 1400 Groupe 2 A o c 2 E 1200 2 1000 g 5 S 2 800 m 600 3 5 400 LL 200 0 0 50 100 150 200 250 0 50 100 150 200 250 Cumul pr cipitation mm Cumul pr cipitation mm Illustration 66 Evolution du volume d eau et du flux de chlorure pistonn la source de Font Estramar lors des crues en fonction du cumul de pr cipitation Pour r sumer le nombre de conduits ou de fractures sollicit s par l effet piston semble donc augmenter du simple au double environ en fonction de l importance de la mise en charge du karst par les pr cipitations H lt 60 mm et H gt 60 mm Les flux de chlorure export s au cours des phases pistons sont extr mement variables ill 64 et ne semblent pas vraiment corr l s au cumul des pr cipitations ill 66b ni aux d bits initiaux et
158. ement report e 76 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 L volution g n rale de la conductivit et de la temp rature lors des crues peut tre expliqu e par le ph nom ne de m lange avec une eau moins min ralis e et plus froide On montre par ailleurs que les petites crues lt 3 000 I s ne se traduisent pas par une diminution de la temp rature des eaux de la source contrairement la conductivit ill 48 Les gammes de variation des temp ratures et des conductivit s sont importantes ill 48 Les param tres moyens enregistr s depuis la mise en place de la station de mesure 18 12 2001 sont les suivants Conductivit moyenne 6 78 mS cm 26 1 36 mS cm min 1 11 mS cm maxi 8 77 mS cm AC 7 66 mS cm Temp rature moyenne 18 0 C 20 0 5 mini 15 6 C maxi 18 6 C AT 3 C La temp rature moyenne lev e de la source par rapport aux valeurs attendues autour de 15 5 C d note la participation d une composante thermale profonde L volution temporelle de la conductivit de la source de Font Estramar permet d illustrer le comportement complexe du syst me karstique Deux types de r ponse sont observ s La premi re court terme comme on la soulign pr c demment chelle de la crue soit de quelques jours se manifeste par une dilution par des eaux peu min ralis es et globalement plus froides l
159. emple repr sentant respectivement la composante v nementielle et pr6 evenementielle Les eaux du syst me karstique de Font Estramar sont caract ris es par d importantes variations de min ralisation et de temp rature comme on l a montr pr c demment 2 8 Nous allons utiliser ces propri t s pour s parer les composantes de l coulement partir des chroniques de temp rature et de teneurs en chlorure que l on estime a partir de la chronique de conductivit cf b Dans l approche utilis e les teneurs en chlorure permettent de caract riser la composante pr v nementielle c est dire la composante profonde chaude et min ralis e du syst me La temp rature a t utilis e apr s normalisation pour caract riser la composante v nementielle c est dire la composante li e a linfiltration par les pluies efficaces La variable temp rature normalis e a t d finie de la mani re suivante Tnormalis e Tsce Tkarst T protona Avec Tsc la temp rature mesur e la source de Font Estramar Tkarst la temp rature de l eau d infiltration T 15 C et Tprotona la temp rature d quilibre de l eau du r servoir profond T 30 C d termin e par l utilisation du geothermometre silice cf 2 3 2 c Les valeurs absolues de ces temp ratures ne sont pas tr s importantes car ce sont les variations relatives que Ton utilise principalement dans cette approche En proc dant c
160. en chlorure la conductivit est de type lin aire cf ann 4 CI mg l 271 65 334 85xCond mS cm Remarque la conductivit explique 98 85 de la variabilit des teneurs en chlorure ce qui constitue un bon r sultat La seconde tape consiste calculer le flux convectif de chlorure la source d bit multipli par la concentration en sel et de le repr senter d une part en fonction du d bit et d autre part en fonction de la concentration en chlorure ill 62 Cette tape permet d appr hender de fonctionnement de la source vis vis de la salinit La salinite maximum de la source de Font Estramar 2 6 g l a t atteinte en juillet et aout 2002 au cours de l tiage qui fait suite la crue du 10 mai 2002 Piston Flux de chlorure kg s O o o 5 o f D bit m3 s D bit m3 s Illustration 62 volution de la teneur et du flux de chlorure en fonction du d bit Sur l illustration 62 on observe que les teneurs en chlorure se r partissent sans r elle organisation en fonction du d bit La relation entre le flux de chlorure et le d bit permet par contre de mettre en vidence une hyst r sis qui s explique par une phase de piston puis de dilution et enfin de re concentration 98 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Dans la m thodologie d velopp e par Arfib 2001
161. entation constitue donc une limite inf rieure Les premiers r sultats obtenus exprim s diff remment permettent de mettre en vidence les points suivants selon les hypoth ses consid r es e Hypoth se 1 si l on suppose que toute la pluie efficace pr cipit e sur l impluvium des calcaires affleurants contribue exclusivement aux d bits des sources de trop plein de Font Dame et Font Estramar la pluie efficace contribuerait donc pour 60 l coulement total 166 274 0 60 soit pour environ 1 500 l s par diff rence l alimentation par les pertes karstiques contribuerait donc pour 40 l coulement total du syst me 274 166 274 0 40 soit pour environ 1 000 I s Or on a montr pr c demment que le d bit moyen des pertes Agly Verdouble est de l ordre de 1 500 l s Le bilan des flux entrant et sortant fait donc 500 I s autrement dit il faut consid rer que les d bits de fuite vers le Plio Quaternaire et les d bits d autres sources sont au total de 500 l s e Hypothese 2 a l inverse si Pon Suppose que toutes les pertes 1 500 l s Agly Verdouble contribuent exclusivement aux d bits des sources de trop plein de Font Dame et Font Estramar la part de la contribution de la pluie efficace l coulement serait alors de 40 1 000 1 s pour expliquer le d bit moyen 2 500 1 s des sources La surface de Fimpluvium de calcaire affleurant correspondante serait alors de 110 km Sur la base du bi
162. es insiterancides FG Coll viens allions indittere 144 lt Pendegenonnal Fz Al sions acuelles Br Di shes aines 17 umgdlop ven SC Pandega hor ze tal FZi al 5 r c r t s tes hassas T mars r Toloc n s E Eboulie G Colluv ona mdilfareno deg Mya J p te Co aux 10128 en 2 asie i mobi m sa Fy z Allge ans ancierries indiflerensi ez Ep gliss s de calesine de Peyrepirluss Green es 7 mn Lenen Fes A uviors ar cionncs des temasscs nn r cent ta diglacaire insi Tereneioos ls n s E Mes ook Lo muc abla A E Alwivis aidenres des letz ap 3 d ge dglarizire 5 D p ls de suliluxion utara ae e he 23 5 Plan de Taczurahor verncale ges ver haa bank Bald Ge tte araveleun 3 Zog p s reser hei Toroneio s GS Forriation mit Cos Callinines de Cases de m rilerylee sine Mil Rvs Kales me reg dus viry L a Se 2 ere lt 3 Crete De Pines illes suprus es 1 4 sions ancicmnes des 14 lny ancien Riss ir diff nci ss GPv xBr Ehot ls cryodastiques breshiqucs G Inz dinde Siss ere man ant le eretaos Sek 5 Ee lim y k Fan aidenres des lessees Wun ar sient GPys Ebzulis G vou ssliques reem n veau inferizui reese ot faille iare vL pos e Fy x Alluviors Gunz Mindel
163. es karstiques L approche hydrogeochimique est particuli rement bien adapt e pour mettre en vidence les ph nom nes de m lange et de participation de diff rents r servoirs voluant au cours du cycle hydrologique Afin d am liorer la connaissance sur le fonctionnement hydrog ologique du syst me karstique d Opoul un suivi geochimique d taill a t r alis au niveau des sources de Font Dame et Font Estramar au cours de l ann e 2002 Quatre crues ont t chantillonn es soit un total de 27 chantillons pour la source de Font Estramar et un total de 17 chantillons pour la source de Font Dame ill 47 Outre ces suivis de crue des chantillons d eau ont t pr lev s et analys s au niveau des sites suivants source du lavoir Salses le Ch teau pi zom tres 102 104 107 et Roboul forage de Cases de P ne eaux de l Agly et du Verdouble au niveau des zones des pertes Les probl matiques qui ont t abord es l aide de l approche g ochimique sont les suivantes Origine de la salinit des sources de Font Dame et de Font Estramar Les formations du Trias jouent elles un r le dans cette salinit Role et impact des pertes de l Agly et du Verdouble dans le fonctionnement R le jou par l pikarst Dans un premier temps nous allons nous int resser aux r sultats des suivis physico chimiques conductivit et temperature des sources de Font Estramar et Font Dame 2 3 1 Suivis te
164. es tables conchylicoles de l tang de Salses BRGM RP 52919 FR Rapport final 89 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Leucate Ladouche et al 2000 une campagne d echantillonnage des eaux de l tang avait t r alis e suivant un profil nord sud 10 1 D E 00 0 1 0 01 100 1000 10000 100000 Cl mg l o Fontestramar FontDame m Mer 100 10 Benn 1 0 1 100 1000 10000 100000 CI mg l o Fontestramar FontDame m Mer Illustration 59 Evolution des teneurs en bore et bromure en fonction des concentrations en chlorure Pour identifier l origine de la salinit des sources littorales nous avons utilis les informations g ochimiques obtenues en 1998 sur l tang de Salses Leucate Dans le diagramme de l illustration 60 qui pr sente l volution des teneurs en bore en fonction des teneurs en deuterium des eaux nous avons report toutes les informations disponibles pour tudier le syst me karstique d Opoul Les eaux de l tang pr lev es en 1998 apparaissent globalement comme nettement appauvries en bore par rapport a l eau de mer et pr sentent des teneurs en deuterium similaires a celles de l eau de mer Les signatures des eaux pr lev es au sein du syst me karstique sont galement report es 90 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les eaux des pi zom tres R
165. es teneurs en silice mesur es au niveau des sources lors des p riodes d etiage CSiO 7 2 mg l pour Font Estramar CSiO 7 5 mg l pour Font Dame la temperature maximale atteinte par l eau dans le r servoir serait d environ 29 30 C La d termination des profondeurs maximales de circulation des eaux au sein de l aquif re n cessite la connaissance de la temp rature moyenne annuelle de la zone d tude Tm Le gradient g othermique local Gg et de la temp rature profonde calcul e par le geothermometre Tg Pm Tg Tm Gg L utilisation du g othermom tre silice est bas e sur l quilibre thermodynamique suivant SiO2 S 2 H4SiO4 BRGM RP 52919 FR Rapport final 93 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Le gradient g othermique moyen de la zone d tude a t estim 37 5 GEOTHERMA et la temperature annuelle de la zone d tude 15 5 C Sur la base de ces r sultats la profondeur maximale de circulation des eaux au sein du syst me karstique serait comprise entre 360 et 390 m de profondeur d Estimation du temps de r sidence de l eau l aide des teneurs en tritium L isotope tritium de la mol cule d eau est instable dans le temps et est fr quemment utilis comme chronometre pour dater les eaux 3H isotope radioactif de p riode courte de 12 26 ans C est un marqueur des masses d eau contemporaines En effet une production artificielle s
166. essentiel des crues se produisant une p riode de l ann e automne hiver printemps o les eaux de recharge sont plus froides que celles de l aquif re La seconde est observ e a long terme et se traduit par une augmentation significative de la conductivit lectrique et de la temp rature des eaux de la source ill 48 Ce ph nom ne s observe tr s nettement en 2002 et 2003 et intervient plusieurs semaines apr s les pisodes de crues majeures des p riodes printani res Les volutions observ es sugg rent donc une augmentation relative de la contribution min ralis e d origine vraisemblablement profonde puisque les temp ratures de l eau de la source semblent galement augmenter lors de ces p riodes Les concentrations en chlorure sodium potassium magn sium et dans une moindre mesure calcium et sulfate sont tr s bien corr l es la conductivit lectrique ill 49 Lors des p riodes de crue le faci s chimique des eaux de type chlorur sodique volue vers un faci s de type chlorur calcique fig 1 ann 3 Les teneurs moyennes et extr mes des l ments chimiques sont pr sent es dans le tableau 1 de l annexe 3 La teneur moyenne en chlorure des eaux de la source de Font Estramar est de 1 372 g l 9 P riode d observation du 18 12 2001 au 07 10 2003 BRGM RP 52919 FR Rapport final 77 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 100000 10000 Q O Q 1000 1 100 01
167. est ajout e la production naturelle au cours des essais thermonucl aires a riens pendant la p riode 1952 1963 les essais ont cess depuis 1963 Par l interm diaire de cette production artificielle on peut donc diff rencier les eaux qui r sultent des pr cipitations sans tritium nucl aire avant 1952 des eaux de pr cipitations form es dans une atmosph re contenant du tritium nucl aire La presence de tritium dans une eau t moigne d une alimentation r cente titre d information les teneurs en tritium de quelques eaux de pluie de Perpignan chantillonn es dans les ann es 1960 sont donn es ci dessous BD ISO http infoterre brgm fr 31 07 1965 394 16 0 31 12 1965 190 10 0 31 12 1966 113 8 0 Les teneurs en tritium des pluies actuelles sont tr s faibles et globalement comprises entre 2 et 7 unit s tritium les valeurs les plus lev es tant observ es en hiver et au printemps BD ISO http infoterre brgm fr Les eaux des sources de Font Dame et de Font Estramar prelevees le 15 septembre 2003 dans un contexte de basses eaux Q Font Dame 670 s Q Font Estramar 990 1 s pr sentent respectivement des teneurs de 5 UT 2 et 3 UT 1 Compte tenu des valeurs mesur es l coulement des sources est assur par des eaux infiltr es r cemment dans le syst me tout au plus quelques ann es La composante profonde chaude du syst me est donc galement constitu e d eau d infiltration r ce
168. est pas possible avec le logiciel FEFLOW Cela entrainerait des probl mes de convergence num rique Les simulations ont donc t effectu es en milieu satur Les coulements se produisant au sein du milieu poreux sont limit s par ses caract ristiques physiques Il ne peut laisser filtrer qu une certaine quantit d eau qui est fonction pour un gradient hydraulique donn de la conductivit hydraulique et de la section de Lorsque cette quantit d eau maximale est atteinte on parle de capacit maximale d absorption du milieu poreux Celle ci est calcul e en effectuant le rapport entre le d bit li aux l ments discrets et le d bit maximum sortant Il est gal O lorsqu il n y a pas de conduit et 100 lorsque le d bit sortant est enti rement absorb par Paquifere poreux Le debit maximum sortant du bloc karstique correspond au d bit obtenu en appliquant la charge H au contact entre le bloc repr sentant l aquif re karstique MK et le bloc repr sentant l aquif re poreux MP Cette op ration a pour but de simuler la pr sence d un bloc excessivement karstifi Plus MK est karstifi plus la charge au contact H augmente et tend vers la charge initiale H pertes de charge tr s faibles voire nulles au sein du bloc repr sentant l aquifere karstique Le debit minimum sortant correspond au d bit sortant obtenu lorsque MK ne pr sente ni fracture ni conduit Dans ce cas la charge au c
169. etre P102 82 Evolution des teneurs en sodium potassium et magnesium en fonction des concentrations en chlorure 85 volution des teneurs en calcium sulfate et strontium en fonction des concentrations en chlorure ANN 86 volution des rapports isotopiques du strontium des eaux en fonction des teneurs na Aut ela M oi hed Ru 87 volution des rapports isotopiques du strontium des eaux en fonction des rapports molaire 5 1 5 88 Evolution des teneurs en sulfate des eaux du karst d Opoul en fonction des concentrations en chlorure ss 89 volution des teneurs en bore et bromure en fonction des concentrations VG IONS EE 90 BRGM RP 52919 FR Rapport final 11 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Illustration 60 Illustration 61 Illustration 62 Illustration 63 Illustration 64 Illustration 65 Illustration 66 Illustration 67 Illustration 68 Illustration 69 Illustration 70 Illustration 71 Illustration 72 Illustration 73 Illustration 74 Illustration 75 Illustration 76 Illustration 77 Illustration 78 Illustration 79 Illustration 80 Illustration 81 12 Evolution des teneurs en bore en fonction des teneurs en deut rium des eaux chantillonn es au sein du karst et au niveau de l tang de Salses Rer 91
170. ette normalisation on dispose ainsi de deux variables qui voluent de mani re oppos e au cours du temps ill 83 La technique de mod lisation inverse utilis e permet de reconstruire l hydrogramme unitaire partir des r ponses impulsionnelles des composantes v nementielle et pr v nementielle ces r ponses impulsionnelles tant utilis es dans leur int gralit ce qui conf re cette technique de d composition de l hydrogramme tant son originalit que sa robustesse 20 La d composition des hydrogrammes l aide de traceur g ochimique apporte des informations pertinentes lorsqu il est possible de discriminer l eau v nementielle et pr v nementielle Autrement dit il faut que les param tres observ s TFexutoire du syst me tudi pr sentent des variations significatives contraste de concentration important entre les p riodes de crue et d etiage pas exemple Les variations observ es a la source de Font Dame cf 8 2 3 2 ne sont pas suffisamment contrast es pour appliquer la m thodologie TEMPO ce sous syst me BRGM RP 52919 FR Rapport final 121 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 D 1 05 2 5 1 00 2 0 0 95 1 5 0 90 1 0 0 85 0 5 0 80 0 0 0 75 01 12 01 20 05 02 06 11 02 25 04 03 12 10 03 Traceur de la composante pr v nementielle composante min ralis e Traceur de la composante v nementielle Infliltration par les plu
171. f calcaires urgoniens karst 150 m B doulien sup marnes et marno calcaires imperm able 120 m Malm Dogger et calcaires urgoniens calcaires et karst 570 m Cr tac basal dolomies Lias sup marnes et marno calcaires imperm able 100 m Lias inf calcaires karst 120 m Trias vaporites probl me de potabilit salinit Silurien schistes imperm able Ordovicien schistes imperm able Illustration 6 paisseur des formations repr sent es sur la coupe de Rivesaltes Au niveau de la coupe interpr tative le flanc nord du synclinal du Bas Agly est caract ris par les calcaires du Cr tac inf rieur l affleurement de faible pendage et affect s par des failles recoupant galement les formations sous jacentes La s rie trias aptien serait marqu e par un doublement de s rie dans la partie centrale du synclinal cette interpr tation repose sur les indications des profils sismiques en mer Aucun forage profond n atteint les calcaires sous couverture tertiaire et sous les marnes et marno calcaires du Cr tac inf rieur L extr mit du flanc sud du synclinal du Bas Agly n est pas affleurant sous couverture tertiaire il est marqu par des s ries redress es Afin de proposer des sites d int r t pour implanter des forages de reconnaissance moyennant ou non des investigations g ophysiques compl mentaires l information concernant les forages existants et leurs caract ristiques hydrog ologiques a t analys e L analys
172. g de Salses Leucate a t d montr e par la signature hydrog ochimique Les eaux des sources sont globalement toutes enrichies en calcium sulfate et strontium par rapport la droite de dilution de l eau de mer indiquant une interaction eau roche donc avec Pencaissant g ologique BRGM RP 52919 FR Rapport final 111 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Lenrichissement en sulfates des eaux des sources par rapport aux valeurs attendues en consid rant les proportions de m lange entre l eau de l tang 10 et l eau des pluies efficaces 90 est li a la participation des eaux des pertes du Verdouble et de l Agly aux coulements du syst me karstique En effet les eaux des pertes pr sentent des teneurs significatives en sulfates de l ordre de 150 mg l Les eaux des sources r sultent d un m lange d eau issu de deux trois p les variable avec le r gime hydrologique Ces trois p les sont le p le tang le p le pertes et un p le Karst non influenc comme on peut le caract riser au niveau des eaux du forage du Roboul La caracterisation du m canisme de la salinisation de la source de Font Estramar a ete r alis e en analysant l volution temporelle du d bit de la conductivit et des flux de chlorure en consid rant l effet de piston volume d eau pr sent dans le conduit et expuls avant que l eau r cente ne parvienne la r surgence partir de la m thodolog
173. gine un r le plus important jou par les pertes de l Agly et du Verdouble suite modification des conditions d alimentation soutien des debits de l Agly en tiage par le barrage de l Agly Les pertes semblent donc jouer un r le non n gligeable dans la mani re dont le syst me regule ses r serves l chelle pluri annuelle Le comportement particulier des pertes dans le fonctionnement hydrog ologique du syst me karstique sera abord ult rieurement cf 2 4 Apr s avoir montr que le syst me karstique pr sente globalement un temps de r gulation modeste de l ordre d un cycle hydrologique il convient maintenant de d valuer le volume dynamique coulable et le volume de r gulation du syst me afin de fixer l ordre de grandeur des r serves mobilisable du syst me Le volume dynamique est d termin par l analyse des courbes de r cession Cette m thode permet de fixer l ordre de grandeur minimal des r serves et permet en outre d obtenir des informations quant aux modalit s d coulement 2 2 5 Analyse de courbes de r cessions de la source de Font Estramar Les traitements math matiques ont t r alis s pour l ensemble des donn es de d bit journalier disponibles la source de Font Estramar p riode 1971 2003 L ajustement des courbes de r cession a t r alis suivant la m thode de Mangin 1970 Pour la source de Font Estramar 23 p riodes de d crues jug es significatives ont t trait es
174. i contribue l alimentation des sources de Font Dame et Font Estramar En prenant en compte la contribution de l eau sal e 10 pour Font Estramar et 5 pour Font Dame on estime la contribution moyenne de l eau sal e a 210 l s Ce dernier r sultat permet d affiner l estimation des d bits de fuite vers les formations du Plio quaternaire Le flux d eau qui alimente ces formations serait de l ordre de 550 l s Sur la base de ces nouveaux r sultats la surface du bassin d alimentation du syst me karstique d Opoul et du Bas Agly peut tre valu e a 300 km Nos allons maintenant avancer dans l analyse des ph nom nes en consid rant les d bits des pertes de l Agly et du Verdouble estim au pas de temps journalier selon la m thode expos e au paragraphe 2 2 9 afin d am liorer notre connaissance sur les modalit s de transfert du syst me karstique 2 4 3 Mod lisation inverse du syst me karstique d Opoul en int grant les pertes de l Agly et du Verdouble Ce travail a pour objectif la caract risation des r ponses impulsionnelles de la pluie efficace et des pertes de l Agly et du Verdouble partir de la chronique des d bits des sources de Font Dame et Font Estramar Dans cette tude on a pris en compte le d bit journalier des pertes de l Agly et du Verdouble estim s suivant la m thode expos e au paragraphe 2 2 8 Les calculs ont t r alis s pour la p riode s tendant du 01 11 1999 au 15 08 2003
175. ible de l ordre de 30 96 18 16 14 N Cote NGF m 2 0 01 01 2003 01 04 2003 30 06 2003 28 09 2003 Cote NGF 102 10795 0028 Cote NGF Forage FD 10795X0050 Contr le Cote NGF 104 10795 0030 Illustration 104 Evolution de la pi zom trie dans le karst et au sein du Plioc ne continental 29 34 m dans le secteur de la pisciculture de Font Dame BRGM RP 52919 FR Rapport final 143 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 3 Sch ma conceptuel du syst me Synclinal du Bas Agly La caract risation g ologique hydrog ologique et hydrog ochimique du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly permet l issue de la premi re phase de ce projet de proposer une synth se ainsi qu un sch ma conceptuel concernant la structure et le fonctionnement de ce syst me Structure du syst me Le syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly se d veloppe au sein des formations de calcaire massif du Jurassique sup rieur et du Cr tac inf rieur Ces formations sont structur es au sein du synclinal du Bas Agly pr sentant deux flancs dissym triques i le flanc sud tr s redress voire m me avec des pendages inverses l affleure depuis l ouest d Espira de l Agly et s ennoie sous les formations plio quaternaires vers Rivesaltes et ii le flanc nord avec un pendage plus faible l
176. id lement l volution observ e les pics de crues et le tarissement sont globalement bien reproduits Le mod le permet d expliquer 90 de la variance totale observ e ce qui constitue un bon r sultat Le calcul de Phydrogramme unitaire indique qu il y a une composante non lin aire effet de chasse pour le syst me de Font Estramar La r ponse impulsionnelle de la recharge ill 84 montre un maximum tr s prononc le 27 jour puis d croit rapidement jusqu ce que le d calage atteigne 14 jours environ puis faiblement de mani re plus ou moins exponentielle pendant 50 jours environ cette d croissance fait suite une l g re augmentation puis plateau jusqu ce que le d calage atteigne 250 jours environ On retrouve pour Font Estramar la m me volution que pour le syst me global estim partir de la somme des d bits de Font Dame et Font Estramar L allure de lhydrogramme unitaire de Font Estramar voque la recharge puis la vidange de deux r servoirs dont le temps de r gulation est de l ordre de 15 jours pour le premier et beaucoup plus important pour le second la r ponse impulsionnelle ne peut tre calcul e au del de 250 jours car la fen tre d observation ne couvre que deux cycles hydrologiques c Calcul de la r ponse impulsionnelle du flux de chlorure et de temp rature du syst me de Font Estramar Dans un second temps nous avons cherch d composer l hydrogramme unitaire en ses
177. ie d velopp e par Arfib 2001 Le volume de l effet piston n est pas constant mais montre deux seuils 0 28 et 0 68 millions de m expuls s par le syst me l semblerait que l effet piston augmente en fonction de l importance de la mise en charge du syst me karstique par les pr cipitations Lors des p riodes de crues le syst me pr sente un fonctionnement complexe des effets de seuil contr lent son comportement en fonction de trois param tres a savoir la hauteur de pluie cumul e sur trois jours les d bits de d but et de fin de l effet piston et le volume pistonne De plus l volution long terme des flux de chlorure est contr l e par la recharge binaire du syst me pertes et pr cipitations au niveau de Pimpluvium karstique influant sur l organisation des coulements composante superficielle froide et composante profonde chaude 2 4 ANALYSES QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DU SYST ME KARSTIQUE PAR L APPROCHE DE MOD LISATION GLOBALE DITE BO TE NOIRE L AIDE DU LOGICIEL TEMPO 2 4 1 Objectifs Le suivi en continu d un d bit d un niveau pi zom trique ou de param tres physico chimiques tels que la conductivit et la temp rature de l eau renseigne sur les processus de transfert responsables des variations observ es et ce faisant sur les m canismes r gissant le fonctionnement d un hydrosysteme Ces m canismes font intervenir la recharge mais galement la contribution des diff rente
178. ies efficaces Illustration 83 volution temporelle des variables caract risant les composantes v nementielle et pr v nementielle de l coulement Dans un premier temps il convient de d terminer l hydrogramme unitaire de la source de Font Estramar Au pr alable nous avons utilis la technique de pond ration des pluies pour d terminer quels taient les postes pluviometriques qui permettent d expliquer au mieux les d bits de Font Estramar Le meilleur corr logramme crois pluie d bit a t obtenu partir de la combinaison lin aire suivante 0 17 Perpignan 0 25 Opoul P rillos 0 33 Tautavel 0 25 Vingrau L tude a port sur les donn es enregistr es et mesur es entre le 18 12 2001 et le 11 10 2003 Les donn es d ETP journali res utilis es sont celles de la station de Perpignan donn es M t o France b Mod lisation inverse pluie d bit du syst me de Font Estramar Dans cette tude la contribution des pertes d bit et flux chimiques des pertes n est pas explicitement int gr e l analyse L tude permet de caract riser la r ponse globale du syst me karstique les signaux pluie et pertes sont int gr s a Pexutoire la deconvolution de la part respective de ces composantes a t r alis e de mani re globale pour l ensemble du syst me cf 2 4 3 L tude a port sur la p riode d cembre 2001 septembre 2003 p riode pour laquelle nous disposo
179. igurations ont fait l objet de simulations ill 95 j H charge aux extr mit s et au contact S K K conductivit hydraulique du karst et du milieu poreux K conductivit hydraulique quivalente du karst L 15 longueur de chaque bloc h hauteur du mod le aaa aaa m p profondeur du mod le en 20 p 1 b ouverture de la fracture L L Bloc simulant le Bloc simulant le milieu karstique milieu poreux M Mk lllustration 94 Sch ma du mod le th orique de simulation des changes hydrauliques entre le karst et le Plio Quaternaire Aunay 2003 L ou L1 L2 xhxp z Type de 2 blocs pr sentant Tester l influence des un fort contraste l ments discrets sur Ee de perm abilit l interaction karst milieu Permanent K1 lt lt K2 poreux 2 blocs pr sentant Tester l influence des un fort contraste l ments discrets sur lt 2056 de perm abilit l interaction karst milieu K1 lt lt K2 poreux conductivit Observer la r ponse 3 3D 5000x200x200 hydraulique d un milieu une Transitoire homog ne augmentation de charge Illustration 95 Maillages utilis s lors des mod lisations modifi partir d Aunay 2003 132 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 b Choix des quations Les quations utilis es pour les simulations num riques et les solutions analy
180. insi qu une synth se g ologique r gionale L ensemble de ces donn es a fait l objet de diff rents traitements dont l interpr tation conduit un sch ma de fonctionnement et une premi re valuation de la ressource pour les diff rents syst mes karstiques tudi s L ensemble des r sultats est pr sent travers une s rie de cinq rapports de phase Volume 1 Moyens mis en uvre et m thodologie de caract risation Volume 2 Caract risation g ologique et hydrog ologique du syst me karstique du synclinal du Bas Agly Volume 3 Rapport final Interpr tation de l essai de pompage de Cases de P ne Volume 4 c Caract risation hydrog ologique des syst mes karstiques des Corbi res orientales La Mouill re La Tirounere Le Verdouble et les Adoux Las Bordes Volume de synth se Synth se des principaux r sultats de la caract risation de la ressource et du fonctionnement hydrogeologique des cinq systemes karstiques des Corbi res orientales Les cinq rapports compl tent et synth tisent les rapports dit s au cours de cette premi re phase BRGM RP 51103 FR tat des connaissances hydrog ologiques des Corbi res orientales 2001 BRGM RP 51394 FR Compte rendu et interpr tation du pompage d essai de puits et nappe longue dur e Cases de Pene 2002 BRGM RP 51595 FR Introduction a la g ologie du karst des Corbi res juillet 2002
181. ionnement des sources de Font Estramar et de Font Dame ainsi que le processus de salinisation 22 83 333 ll 152 Liste des annexes Annexe 1 R sultats de l analyse des courbes de r cessions de la source de Font Estramar siele Regele CN Ka OI DEE 163 Annexe 2 Estimation du d bit des pertes du Verdouble 167 Annexe 3 Diagrammes de Piper et tableaux des donn es hydrochimiques pour les sources de Font Estramar et de Font Dame ss 171 Annexe 4 Diagrammes de Piper et tableaux des donn es hydrochimiques pour les sources de Font Estramar et de Font Dame ss 177 Annexe 5 Estimation du d bit de trop plein de Cases de Pene 191 14 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 1 Introduction e projet valuation des ressources en eau souterraine des syst mes aquif res karstiques des Corbi res initi au cours du premier trimestre 2001 a pour objectif d valuer les ressources en eau souterraine des aquif res carbonates des Corbi res orientales Il s agit ainsi d augmenter les connaissances sur le fonctionnement des principaux syst mes karstiques et de proposer des solutions pour assurer une gestion durable des eaux souterraines et respectueuse de l environnement et s curiser TPapprovisionnement actuel et futur Ce projet s inscrit ainsi dans la perspective de satisfaire les besoins en eau
182. is la vidange d un r servoir Ces r sultats corroborent ceux obtenus par les autres approches et notamment l analyse des courbes de r cession qui permet d estimer un temps d infiltration de l ordre de 19 jours 7 La reponse impulsionnelle des pertes est bi modale Elle presente dans un premier temps une d croissance rapide les premiers jours juSqu a 6 jours puis intervient majoritairement lorsque les d calages sont sup rieurs a 60 jours La premi re partie de la reponse voque une contribution par effet de transfert de pression tandis que la seconde partie traduit uniquement une alimentation 21 L effet de chasse est une connexion directe en charge entre l pikarst et le r seau karstique BRGM RP 52919 FR Rapport final 129 Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 r Jeswoyoq xnejifJe uueu u oolici a i6Je lqes 1asaloj xnajqes uueu u oolici unew eUUOnISUEIL 2 114 2 191914 anbijsuey 8 5 JUaWAaUUOIJIUG yl nid uo uone u s ld H 66 uonensnli hsu p eejes nee Jed uoneuiwejuo9 S H nea Jed lt SUOISIOU ass JISU9 SUEJ SOpEld 9p ajjlej EI neaosie4 001 5
183. isation du fonctionnement hydrogeochimique du syst me karstique des Corbi res d Opoul Synclinal du Bas Agly a permis de mettre en vidence la corr lation de la mineralisation avec la conductivit lectrique des eaux des deux exutoires une diff rence de comportement entre les deux sources Font Estramar et Font Dame la min ralisation et la temp rature des eaux de la source de Font Dame ne variant que tr s faiblement au cours du temps l existence de processus de m lange d eaux lors des crues notamment avec une eau moins min ralis e et de plus faible temp rature correspondant la contribution des eaux des pr cipitations ayant transite par l pikarst l existence d une eau d origine plus profonde qui se marque pendant plusieurs semaines apr s les pisodes pluvieux Le faci s chimique des eaux est de type chlorur sodique Les eaux des sources pr sentent une anomalie thermique de 2 2 5 C par rapport aux valeurs des temp ratures attendues pour les eaux souterraines de la r gion 15 5 La composante profonde et chaude de l coulement est caract ris e par des eaux d infiltrations r centes comme en t moigne les valeurs de tritium des analyses ayant circul une profondeur maximale de 400 m 360 390 m d termin e l aide du geothermometre silice La contribution hauteur de 10 pour la source de Font Estramar et de 5 pour les eaux de Font Dame d eau saline provenant de l tan
184. juo TT RER yol yaln bu IER Du si VOUT USU 0 3 1 4 11598 15 8 Hee osie iv as ag a 205 vOS eon 19 eooH y N e 1 Hd vogue WON 175 BRGM RP 52919 FR Rapport final LA Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 SUP NQ np SOSAJEUE D 8110121098 ne sasApeue weq 1U0 ap PI ap sanbidojosi ja sanbiwiyo 05 s p sjeyjnsay LN Z F G 8981291 l amp ua SINSUS s p aun 002 60 S1 NP ewe UO uojjiueuyoa nod 9 80z 0 lli 29 99 24 ZZL S e 1120 ez Vl6Z 22 Leet 8962 1822 9299 916 94 9y 921 822 auueAOW 780 0 66 99 L Ies SS z0 z8 628 ce erri wre 692 222 osi 091 tvs 981 692 XE LEE H 89 z ti ete 10 z9 12 64 0601 et 07 289 828 ede 22 HIN 800000 0 25680 0 er 89 oz gt L i 6611 AVE y6V0 GZ y z 22 0601 862 602 289 828 22 Aly 87 892 800000 0 1 802 0 ez 29 027 e gt 211 799 7920 92 esz Leet eye 622 929 98 121 zer 921 SEZ 800000 0 6c 8020 Ly 29 027 SFr 69Y 4201 22 64e gt OS L tre vez 609 678 621 267 ZZi 8 2 J ii eee ee fico zs ose T
185. l 10 avec la majorite des p les situ s sur la p riph rie du BRGM RP 52919 FR Rapport final 29 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 diagramme indique que les plans se d veloppent de mani re pr pond rante de mani re verticale subverticale Cependant il existe galement des plans pr sentant un pendage beaucoup plus faible compris entre 10 et 30 L inventaire des ph nom nes karstiques r alis notamment par Salvayre 1977 est caract ris par des cavit s explor es verticales l exception du r seau noy de Font Estramar RAR A immense Lanester ESTAT P O dr Atel Eech EH Saas Lage me zeen Eee KH maag msn Fr quence PLS P V 444 Z f TT 44 unu Illustration 9 Histogramme des directions des plans de drainage Duriez 2002 357 donn es exprim es au total repr sentation selon 2 des plans en degr au niveau de Fabscisse plan de drainage direction du plan Illustration 10 a Repr sentation du mode de lecture du diagramme de Wulf b repr sentation polaire des plans de drainage du massif de P rillos Duriez 2002 En conclusion les plans de drainage se r partissent de mani re assez homog ne sur l ensemble des directions Deux directions dominent avec des pendages forts principalement verticaux a subvertic
186. l alimentation par les pertes C est au cours de leur remont e vers la surface que les eaux chaudes profondes se contaminent en chlorure par effet de densit principalement BRGM RP 52919 FR Rapport final 151 Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 UONESIUIES ap Snsse901d anb isule aweg 1u0 19 ewes 1004 S09 N0S s p 1u ul uuonouo juenbiydxe y seg jeuljouAs piou oue nbuc ul q s adnon g l uolejsn saeyid Jd 03 jones Sougd BRGM RP 52919 FR Rapport final 152 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les anomalies thermiques relev es aux sources de Font Estramar et de Font Dame et galement dans les pi zom tres situ s proximit de ces sources de trop plein impliquent des circulations profondes estim es l aide du g othermom tre silice quelques 360 390 m Ces profondeurs correspondent aux profondeurs estim es l aide du contexte g ologique interception entre massif calcaire et surface topographique de Tincision messinienne soit 300 400 m Ainsi un sch ma conceptuel sch matique peut tre pr sent du flanc nord du synclinal du Bas Agly ill 108 Deux types d coulement prennent place au sein de ce syst me des coulements locaux et des coulements plus r gionaux Les coulements locaux caract risent l eau froide et peu min ralis e infiltree
187. lan d entr e debit moyen des pertes 1 500 5 et de la pluie efficace sur l impluvium des calcaires affleurants 166 km 1 500 l s on montre donc qu une part significative d eau 500 l s ne contribue pas l alimentation des sources du littoral Font Dame et Font Estramar Un d bit moyen de 500 l s environ chappe donc au trop plein de Font Dame et Font Estramar En consid rant les d bits des autres sources du syst me Fort de Salses 10 20 l s source du lavoir de Salses 10 20 l s Fitou et Malpas 15 s source temporaire de Cases de P ne d bit maximum estim de 8 6 m s en p riode de crue lorsque le trop plein fonctionne soit 3 8 millions de m coul s entre le mars 2001 et septembre 200377 on estime que le flux d eau qui alimente les formations du Plio Quaternaire est au minimum de 350 l s d bit moyen j S 166 km2 1 000 l s 1 500 I S Les r sultats relatifs l estimation des d bits des trop pleins de Cases de P ne en crue sont pr sent s en annexe 5 Sur la p riode d observation mars 2001 septembre 2003 les flux coul s par les trop pleins 3 8 millions de m correspondent un d bit moyen de 104 l s valeur indicative BRGM RP 52919 FR Rapport final 115 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Il s agit en effet d une estimation par d faut car on a n glig dans le bilan d entr e la contribution de l eau sal e en provenance de l tang qu
188. lans en degr au niveau 1559 30 a Repr sentation du mode de lecture du diagramme de WO b repr sentation polaire des plans de drainage du massif de P rillos DUNMEZ 2002 EE 30 Limites supposees de Timpluvium des calcaires affleurants du syst me karstique d Opoul et du synclinal du Bas Agly 33 Estimation de la surface du bassin d alimentation l aide des donn es d ETP de la station M t o France de Perpignan 34 Estimation de la surface du bassin d alimentation l aide du d ficit d coulement calcul par la formulation de 34 Coupe sch matique des principales formations g ologiques r gionales du secteur d tude d apr s Duval 2003 36 D bits class s de la source de Font Estramar sur l ensemble des donn es de la p riode 1971 2003 classes de d bit de 250 s 38 D bits class s de la source de Font Dame sur l ensemble des donn es de la p riode 1998 2003 classes de d bit de 100 s 39 D bits class s pour l ensemble du syst me karstique somme des d bits des trop pleins des exutoires de Font Dame et Font Estramar sur la p riode 1998 2003 2222120544526020 AU m 40 Hauteurs class es pour la
189. les C Du Couedic J L Izac et P Thomson a paraitre Synth se de la caract risation des syst mes karstiques des Corbi res orientales Rapport final de la phase du projet Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 1 Moyens mis en uvre et m thodologie de caract risation BRGM RP 52918 FR 109 p 85 ill 2 ann Duriez A 2002 tude du fonctionnement hydrog ologique du karst de Font Estramar Aude et Pyr n es Orientales m moire de DEA Hyrdrologie Hydrogeologie Universit Paris Sud XI 128 p Duval C Le Strat P avec la collaboration de C Gorini J Loft G Clauzon 2002 Architecture et g om trie haute r solution des prismes s dimentaires plio quaternaires au droit du Roussillon suivant un profil terre mer BRGM RP 51972 FR 71p Duvail C Le Strat P Bourgine B 2001 Atlas geologique des formations plio quaternaires de la plaine du Roussillon Pyr n es Orientales Rap BRGM RP 51197 FR 44 p Eraso A 1985 Methodo de prediccion de las direcciones principales de drenaje en el karst Kobi Serie Ciencias Naturales Bilbao N XV 1 222 p Faillat J P 1972 Contribution l tude des circulations souterraines dans les formations carbonatees du Haut Bassin de l Agly Ruissellement souterrain et nappes karstiques these universite des sciences et techniques du Languedoc Montpellier 219 p Gadel F 1966 Contribution a l tude g ologique et hydrogeologiqu
190. les du syst me karstique ont pu tre valu es Les donn es disponibles de la source de Font Estramar ont permis d tudier par ailleurs le comportement long terme du syst me karstique plusieurs cycles hydrologiques La zone noy e du syst me karstique d Opoul appara t bien drain e et bien connect e d un point de vue hydraulique d une part a l pikarst qui constitue le si ge de Tinfiltration des pluies et d autre part la zone d alimentation par les pertes Le transfert des impulsions lors des p riodes de crue s effectue de mani re rapide le pic de crue se produisant en moyenne 35 heures apr s un pisode pluvieux Ce faible d calage indique que les coulements se produisent dans un syst me en charge c est dire dans des conduits karstiques noy s BRGM RP 52919 FR Rapport final 149 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 La r ponse du syst me la pluie efficace se produit pendant une dur e de 20 jours environ dur e de la recharge pour la source de Font Dame contre 40 jours environ pour la source de Font Estramar Le comportement hydrodynamique du syst me karstique est diff rent en p riode de crue et d tiage Lors des p riodes de crue le syst me karstique pris dans sa globalit devient moins inertiel et vacue plus facilement les eaux lorsque le d bit cumul est sup rieur a 3 000 l s La rupture observ e sur les courbes de d bits class s indique que les propri
191. les formations plio quaternaires du bassin du Roussillon par l interm diaire de la faille de Prades Parmi les r sultats des travaux d Aunay et Le Strat 2002 dans le cadre de l analyse de la mise en place et du d veloppement des r seaux karstiques les l ments suivants peuvent tre mis en avant le niveau de base potentiel des coulements souterrains a pu atteindre 1 500 m NGF lors de la crise de salinit messinienne 5 3 Ma dans ces conditions la totalit des empilements calcaires du synclinal du Bas Agly 1 000 m est potentiellement karstifi e la formation du puits dune profondeur sup rieure 164 m NGF appartenant au r seau karstique noy de Font Estramar est attribu e la crise messinienne l Agly n est pas un fleuve messinien lors de la crise de salinit messinienne les coulements au sein des calcaires sont donc essentiellement souterrains De plus au vu de la salinit des principaux exutoires de ce syst me complexe Font Estramar Font Dame et de la variabilit spatiale de celle ci appr hend e par m thode hydrochimique cf 2 3 une tude g ologique d taill e l chelle du synclinal du Bas Agly est n cessaire afin de proposer des sites d investigation en vue d implanter des forages de reconnaissance Si la ressource semble tre importante il est n cessaire de la capter par forage car elle ne peut tre capt e aux exutoires en raison de leur salinit lev e Ai
192. liocene 29 34 m de profondeur Pi zo FD 10795X0050 la pr sence de pic a 12 et 24 h indique que les variations pi zo m triques sont affect es par des ph nom nes diurne 24 h et semi diurne 12 h Pour Taquifere karstique les corr lations crois es entre le marnage et les hauteurs d eau de Font Dame Font Estramar et du pi zom tre 102 sont positives cf ill 311 ce qui indique que la piezom trie de l aquifere est influenc e par les effets de mar e maritime Pour les hauteurs d eau de Font Estramar et de Font Dame l effet de la mar e n est pas direct compte tenu des valeurs des coefficients de corr lation 0 26 pour le pi zom tre 102 et 0 16 pour Font Estramar L action de la mar e de l tang sur le ruisseau de Font Dame est bien plus directe et importante corr lation de 0 72 pour les d calages inf rieurs 24 h Ce r sultat illustre bien la probl matique qui se pose pour l tablissement de la courbe de tarage de la source de Font Dame Le seuil de Font Dame est changeant en fonction du niveau de l tang Pour Taquifere captif du Pliocene au niveau de la pisculture de Font Dame 29 34 m de profondeur 10795X0050 nous avons cherch v rifier si les variations diurnes et BRGM RP 52919 FR Rapport final 61 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 semi diurnes observ es taient engendr es par les effets de mar e terrestre effets barom triques compte tenu de la captivit
193. liqu e Nash 0 83 0 056 0 036 0 016 0 004 0 024 0 044 REP IMPULS de Omega PBV FEETPc 1 Cste 46 8611 OmegatPBV FE OmegatE TPc 1i 44 75819 Illustration 87 R ponse impulsionnelle d Om ga a la pluie et Sur l illustration 85 qui repr sente l volution temporelle de la fonction seuil Omega et de la pluie du bassin d alimentation on remarque que seuls quelques pisodes de pluie sont efficaces vis vis de la recharge Il s agit principalement des pisodes de pluies hivernales et printani res Au cours des p riodes estivales le seuil Om ga de pluie efficace est proche de 100 mm valeur importante li e la forte demande vapo transpiratoire ETP de l atmosph re En t on peut donc observer une reponse des aquif res karstiques aux pisodes de pluies d s lors que la quantit de pluie est sup rieure 100 mm 124 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 A l inverse au cours des p riodes hivernales et printani res la demande vapo transpiratoire est faible quelques millim tres ce qui d un point de vue hydrologique signifie que les pisodes de pluies de faible importance peuvent entra ner une r ponse plus ou moins marqu e du syst me aquif re Les r sultats de la mod lisation sont pr sent s l illustration 86 Le mod le permet de reproduire assez f
194. lo ez ose 8e ovli Ivo So 129 668 ect oy YAZI 6242 SE T Z ee eee O eee gt 7 r woz asggisze 22 O8IS Iw as 14 a vots vos ON 19 O9H y en N e 9 4 HO 60 60 5 awed u04 c0 01 80 9Weq 10 00 80 82 10 cO 0 EcC SWEPUO 00 90 70 1U04 c0 S0 7 1U04 60 S0 7 1 8 lo U d Ad 00 90 0 1U04 00 90 7 L 9 lo 4 40 00 70 62 10 G Y G 1u04 20 70 22 4 40 20 70 22 40 00 70 uod c0 70 60 9Weq 1U04 00 70 60 lo 4 40 G0 70 60 9 lo 4 40 00 60 6 uod UO IJUBYO9 WON BRGM RP 52919 FR Rapport final 176 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Annexe 4 Tests statistiques relation flux de chlorure et d bits la source de Font Estramar BRGM RP 52919 FR Rapport final Ee valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Moyenne Ecarttype Min Max Donn es fonction de r gression 95 Y 1345 76923 756 942022 208 2600 confidence range Variable X1 4 83026923 2 247470019 1 203 8 73 3000 Coefficient de corr lation r 0 9942 Coefficient de d termination r 0 9885 2500 Coefficient de d termination ajust 0 9880 2000 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y gt 1500 Degr s de lib omme des carrearre
195. mmes simples des hauteurs d eau pr sentent des courbes de d croissance caract ristiques de processus autor gressifs c est dire qu au temps t la valeur mesur e depend de la valeur mesur e au temps t 1 La courbe d croit faiblement en fonction des decalages croissants lorsque Tinertie est importante cas de Baixas Cases de P ne ill 31b ou plus rapidement lorsque l effet m moire est plus faible cas des variations de niveau de l tang ill 316 La chronique de hauteur d eau du pi zom tre 102 appara t faiblement correlee aux pr cipitations r 0 1 ill 31d et fortement corr l e la pi zom trie mesur e au niveau des pi zom tres Roboul et 104 ainsi qu la pi zom trie du flanc sud du synclinal au niveau de Baixas Cases de Pene ill 31e 58 Corr logramme simple d 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 100 Rull IL A H 1000 500 0 500 1000 D calage h Pluviom tre d Opoul P rillos M t oFrance d Corr logrammes crois s 1 0 0 8 0 6 0 4 ECH HE 02 1000 500 0 500 1000 Decalage h Huviometrie Opoul Pe rillos vs Pi zom tre 102 pression atmosph rique vs Forage Fontdame Correlogrammes simples 1000 500 0 500 1000 D calage h Baixas Cases P ne Pi zom tre 102 Marnage Etang Salses Leucate
196. mporels de la conductivite de la temperature et de la mineralisation de l eau des sources de Font Estramar et Font Dame a Source de Font Estramar Les volutions de la temp rature et de la conductivit de l eau de Font Estramar montrent des tendances similaires et elles sont corr l es n gativement au d bit de la source Aussi une augmentation de d bit correspond g n ralement une diminution de la temp rature et de la conductivit des eaux de la source et inversement On observe que le minimum de conductivit et de temp rature des eaux se produit apr s le pic de crue BRGM RP 52919 FR Rapport final 75 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Source de Font Estramar 10 14000 9 12000 8 7 Q 10000 o 0 6 E 8000 5 Q gt 09 6000 4 Z 4000 o 2 C O 2000 1 O 0 0 01 01 02 02 03 02 01 05 02 30 06 02 29 08 02 28 10 02 D bit Ech Analyse suivi conductivit o C Ech Source de Font Dame 3000 7 2500 E 2000 6 02 o E 1500 o Q gt O Q 1000 5 9 Le 500 0 4 01 01 02 02 03 02 01 05 02 30 06 02 29 08 02 28 10 02 D bit Ech Analys Suivi conductivit Illustration 47 volution des d bits et de la conductivit lectrique des eaux des sources de Font Estramar et Font Dame lors du suivi g ochimique 2002 La position temporelle des chantillons d eau analys s est gal
197. n apportent pas d informations compl mentaires En conclusion la salinit des eaux des sources karstiques littorales de Font Dame et Font Estramar n est pas li e un contact avec les vaporites du Trias Les r sultats de cette tude confortent ceux obtenus ant rieurement Puradimala 1991 Faillat et al 2003 Int ressons nous maintenant la composante marine qui contribue la signature des sources littorales de Font Dame et de Font Estramar En d autres termes la salinite des eaux provient elle de l eau de mer ou de l eau de l tang de Salses Leucate b Identification du p le sal eau de mer ou eau de l tang de Salses Leucate Afin d tablir le sch ma conceptuel de fonctionnement du syst me karstique il est important de savoir si la salinit des sources littorales de Font Dame et Font Estramar est due a de l eau de mer ou l eau de l tang de Salses Leucate La confrontation des informations chimiques et isotopiques peut aider r pondre cette question Les diff rents diagrammes de l illustration 59 B vs CI et Br vs Cl montrent que les eaux des sources sont globalement appauvries en bore et bromure par rapport la droite de dilution de l eau de mer Pour expliquer ces appauvrissements il faut que l eau marine qui participe au m lange soit appauvrie en bore et bromure En 1998 lors dune etude qui avait pour objectif l identification des sources de pollution bact riologique au niveau de quelqu
198. naissance secteur 2 ill 8 Cependant au vu de la r action hydraulique concomitante du forage de Cases de Pene et du piezometre de l aven de Baixas ce forage capterait tr s vraisemblablement le m me r servoir que Cases de Pene vol 3 BRGM RP 52920 FR Trois secteurs pourront faire l objet de prospection par forage de reconnaissance avec investigation g ophysique compl mentaire ou non selon suggestion du comit technique annexe reponse de septembre 2003 Ces r alisations prendront place au d but de la phase 2 du projet 28 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 ab More Wr ari Oe 7 Un ee aa CR e bo er d E R dd A 1 EZ Nk 4 S il Wi Zog gt Le 3 E d B d r S nni 2 Po E d ie D chk G ija K m afl 4 2 T SET gt CN Le ME E E A SS 4 sv Lx E et Illustration 8 Localisation des trois secteurs de prospection pour implantation de forages de reconnaissance au niveau du synclinal du Bas Agiy 2 1 3 Identification des plans de drainage selon la m thode Eraso Le principe de la m thode propos e par Eraso 1985 est d identifier les plans en distension qui permettent selon son postulat un coulement elle n cessite de d terminer l elllpso de des d formations de l aquifere a partir d observations et de mesures effectu
199. nal entre l entr e pluies pertes et la sortie d bit a l exutoire Ceci indique donc que le syst me karstique a globalement stock de l eau ou que les pertes par vapotranspiration r elle ont t plus importantes Pour les deux p riodes suivantes 1984 1996 et 1997 2003 amplification du signal pour les basses fr quences 365 j traduit globalement un apport d eau ou un destockage et ou une diminution de la demande vapo transpiratoire r elle Cette derni re hypoth se n appara t pas consistante car les conditions climatiques ne sont pas significativement diff rentes de celles des p riodes pr c dentes Pour la p riode 1997 2003 ill 22 les valeurs du gain 90 et 30 jours sont plus importantes que celles des p riodes pr c dentes 1971 1982 et 1997 2003 ce qui indique que l att nuation du signal entre l entr e pluies pertes et la sortie d bit a Pexutoire est moins marqu e a moyen terme 90 et 30 j Ce r sultat est mettre en relation directe avec une modification des conditions d entr e notamment au niveau des pertes de l Agly En effet la gestion du barrage de l Agly soutien des d bits de l Agly en tiage depuis 1996 a entra n une modification des conditions naturelles d alimentation notamment en p riodes estivales Le d phasage moyen calcul pour les fr quences inf rieures la fr quence de coupure fc 0 01 h 1 suivant la m thode propos e par Padilla et Pulido Bosch 1995 est de l
200. nalyse R S Pa Pr cipitations P riode 1971_1982 Source de Font Estramar P riode 1971_1982 2 Tau 180 Tau 360 j H 0 55 H 0 88 r 0 95 r 0 97 s 1 8 s 5 5 CH 8 16 E 2 2 5 3 3 5 4 log de n log de n Analyse R S Analyse R S Source de Font Estramar P riode 1997 203 Source de Font Estramar P riode 1984 1996 2 4 Tau 360 j Tau 180 j H 0 56 H 0 65 r 0 95 0 o 22 o wo s 8 1 8 8 3 EE 4 L 5 2 5 3 3 5 log de n log de n Illustration 28 Analyse R S des chroniques journali res de pr cipitation et de d bit de la source de Font Estramar La capacit de stockage du r servoir est estim e par le segment d ordonn e compris entre les deux tangentes extr mes la courbe des d bits naturels parall les la droite du d bit moyen Un exemple graphique est pr sent sur l illustration 29 Cet intervalle correspond pour une retenue la variation entre les volumes minimaux et maximaux d exploitation par analogie cotes mini et maxi Pour la p riode 1972 1982 le volume de r gularisation du syst me a t estim 68 millions de m ce qui constitue une valeur importante Une valeur similaire de 67 millions de m a t estim e pour la p riode 1984 1986 Dans l tat actuel des connaissances une estimation du volume de r gulation de l ordre de 70 millions de m appara t vraisemblable ce qui signifie que la taille du r servoir est au moins de l ordre de ce volume La p
201. notamment en p riodes estivales L effet de la modification est essentiellement perceptible moyen terme 30 et 90 J II convient maintenant de comprendre les raisons de cette h t rog n it de comportement vis vis du stockage recharge et d charge par les pr cipitations S agit il d un effet li la quantit de pluie infiltr e et ou a sa repartition temporelle 2 2 4 Traitement des chroniques de d bit de Font Estramar par le filtre de moyenne mobile Dans le cadre des tudes des syst mes hydrologiques le filtre de moyenne mobile peut tre utilis pour mettre en vidence les tendances long terme qui peuvent exister au sein des chroniques de pluie et de d bit Lamplitude de la moyenne mobile utilis e dans notre tude est de 365 j ce qui permet d valuer le r le r gulateur pluri annuel du syst me de Font Estramar La chronique filtr e des pr cipitations permet de mettre en vidence le caract re ex dentaire ou d ficitaire des pluies en fonction des cycles hydrologiques Par exemple on montre l illustration 24 que les cycles hydrologiques 1971 1972 1977 1978 1996 1997 et 1999 2000 sont fortement excedentaires en pluviom trie A l inverse on montre que les cycles 1975 1976 et 1998 1999 sont fortement d ficitaires en pluviom trie BRGM RP 52919 FR Rapport final 47 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 P riode 1971 1982 Excedentaire Hauteur pluie mm D
202. ns galement des donn es de temp rature et de conductivit La technique d inversion consiste calculer l hydrogramme unitaire ill 84 et le seuil Om ga de pluie efficace ill 85 de telle sorte que le mod le soit le plus proche possible du d bit observ ill 86 Ce seuil Om ga est estim partir de la pluie et de de telle fa on que seule la hauteur de pluie situ e au dessus de ce seuil g n re 122 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 un debit a Texutoire Il est calcul a partir d une r ponse impulsionnelle la pluie et ETP ill 87 galement obtenue par inversion a Reponses impulsionnelles lente et rapide H lente R I rapide Seuil de pluie efficace Omega 300 250 200 150 100 A 10 05 02 JM 7 26 03 03 A N 02 09 03 01 12 01 17 10 02 Illustration 85 volution du seuil de pluie efficace Om ga et de la pluviom trie BRGM RP 52919 FR Rapport final 123 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Mod le et observations S 0 82523E 03 I s R2 0 903 Nash 0 8269 01 12 01 10 05 02 17 10 02 26 03 03 02 09 03 Illustration 86 Comparaison du d bit mod lis au d bit mesur a la source de Font Estramar cart type 825 I s 90 de la variance totale exp
203. nsi une tude g ologique et structurale d taill e du synclinal du Bas Agly a t effectu e partir de l interpr tation de photos a riennes centr es sur les flancs sud et nord du synclinal de travaux de terrain et des documents de r f rence Les documents de r f rence utilis s sont les suivants documents cartographiques carte IGN chelle 1 25 000 du secteur tudi carte g ologique chelle 1 50 000 feuille de Rivesaltes ainsi que son livret guide photo interpr tation r alis e a partir de photos a riennes indiquant des bancs rep rables ainsi que des fractures informations des forages profonds forages d ELNE1 et de CANET1 Remarque Les autres forages consult s la Banque du Sous Sol ne sont pas suffisamment profonds ils ne recoupent pas les niveaux calcaires en profondeur Nivellement G n ral France BRGM RP 52919 FR Rapport final 23 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 coupes trouv es dans la litt rature ill 3 2 coupes nord sud r alis es partir de profils sismiques offshore et terre le long de la c te m diterran enne Interpr tation du profil sismique off shore N323 Duvail et Le Strat 2001 interpr tation du profil sismique nord sud du bassin du Roussillon Duvail Aunay Le Strat et al 2002 coupe sch matique pr sent e sur la carte g ologique feuille de Rivesaltes pr sentation d une
204. nt de fa on homog ne A noter que le tarissement du forage de Cases de P ne est influenc par le soutien du barrage de l Agly et du d bit coul au niveau de l Agly et de la capacit d adsorption des pertes L analyse spectrale simple met en vidence dans le domaine fr quentiel l existence ou non de p riodicit dans la chronique Des ph nom nes p riodiques sont nettement identifi s 24 et 12 h pour hauteurs d eau des sources de Font Dame et Font Estramar le pi zom tre 102 et l ancien forage de la pisciculture ill 34a b c et d ainsi que pour les chroniques diff renci es de hauteur d eau des pi zom tres 104 107 Roboul et Cases de Pene ill 35a b c et d Densit spectrale de puissance relative a Densit spectrale de puissance relative c 0 00100 0 00100 0 00010 0 00010 0 00001 n ken AN 0 00001 A Arm PP 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 fr quence h 1 fr quence h 1 Hauteur Vasque Fontestramar Pi zom tre 102 N BSS 10795X0028 Densit spectrale de puissance relative b Densit spectrale de puissance relative d 0 01000 0 010000 0 001000 0 00100 0 000100 0 00010 0 000010 0 00001 0 000001 0 00 0 05 0 10 015 0 20 0 25 0 30 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 fr quence h 1 fr quence h 1 Hauteur Ruisseau Fontdame Pi zometre FontDame NBSS 10795 0050
205. ntage non lin aire volume de r gulation plus faible en raison de l augmentation de l alimentation par les pertes pourrait tre une cons quence directe de la mise en eau du barrage de l Agly et du soutien du d bit de l Agly au cours des p riodes estivales Le comportement hydrodynamique du syst me karstique est diff rent en p riode de crue et d tiage Lors des p riodes de crue le syst me karstique pris dans sa globalit devient moins inertiel et vacue plus facilement les eaux lorsque le d bit cumul est sup rieur a 3 000 l s La rupture observ e sur les courbes de d bits class s indique que les propri t s hydrauliques du syst me changent Ce changement de comportement peut traduire une modification des conditions d entr e alimentation plus importante par les pertes et galement des conditions de sortie des eaux Le comportement observ d note donc la participation d eau en provenance d un autre syst me Ce comportement est coh rent compte tenu de la nature binaire de ce syst me karstique apport par les pertes de l Agly et du Verdouble en plus de la recharge par les pluies efficaces En p riode de crue les conditions de sortie des eaux apparaissent favoris es Ce r sultat a vraisemblablement deux origines d une part la capacit de stockage du karst tend vers son maximum et celui ci ne peut pas absorber plus d eau d autre part en p riode de crue le karst mis en charge utilise un r seau plus transmi
206. ntation de station de jaugeage et de pi zom tres nivellement pr cis des diff rents points d eau du r seau d observations pour appr cier notamment des inversions de gradient possibles sur le flanc sud implantation de forages de reconnaissance prioritairement sur le flanc nord du synclinal a partir d investigation g ophysique compl mentaire et de reconnaissance g ologique des essais hydrauliques au niveau des forages en fonction des r sultats ainsi que des analyses hydrog ochimiques actualisation de l interpr tation des analyses sur les hydrogrammes des relations pluies d bit en int grant deux cycles hydrologiques suppl mentaires 2004 2005 et appr ciation de la variabilit temporelle du syst me vis vis du stockage des eaux souterraines valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Sommaire Ds niTO UCUOR WEE 15 2 Caract ristiques du syst me karstique du synclinal du Bas Agly 19 2 1 SYNTH SE GEOLOGIQUE SCH MA STRUCTURAL 19 2 1 1 Contexte g ologique et struchural 19 2 1 2 tude g ologique du synclinal du Bas Agly 23 2 1 3 Identification des plans de drainage selon la m thode Eraso 29 2 1 4 G ologie et ressource en eau potentielle dans le Karst 5 31 2 2 CARACTERISATION DU FONCTIONNEMENT HYDROG OLOGIQUE 31 2 2 1 D termination du bil
207. nte e Synth se Les faci s chimiques des eaux des sources de Font Dame et de Font Estramar sont de type chlorur sodique Les signatures en chlorure sodium potassium et magn sium des eaux s expliquent comme le r sultat d un simple melange entre une eau d origine marine et une eau de pluie La salinit des eaux des sources littorales du karst d Opoul 12 GEOTHERMA Etude de synth se du potentiel g othermique du littoral m diterran en de Marseille Perpignan 1981 1982 univ Bordeaux Ill Production naturelle de 1 atome pour 10 atomes 94 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 est li e a l infiltration dans l hydrosyst me d eau de l tang de Salses Leucate qui se distingue de l eau de mer par des teneurs en bore et brome plus faibles Un calcul de proportion de m lange indique que la source de Font Estramar est compos e au maximum de 10 d eau de l tang lors des p riodes de basses eaux Les eaux des sources sont globalement toutes enrichies en calcium sulfate et strontium par rapport a la droite de dilution de l eau de mer ce qui indique que les eaux ont interagi avec Tencaissant g ologique et se sont charg es en ces l ments Les eaux des sources karstiques n interagissent pas avec les formations des vaporites du Trias situ es a la base des formations carbonatees Les eaux des pertes de l Agly et du Verdouble apportent des quantit s de sulfate
208. ntenant d appr hender son fonction nement court terme La caract risation du syst me court terme peut tre galement r alis e l aide des analyses corr latoire et spectrale 2 2 7 Analyses fonctionnelles court terme du karst d Opoul et du synclinal du Bas Agly Des analyses corr latoire et spectrale ont t r alis es sur les chroniques de donn es horaires enregistr es la source de Font Estramar hauteur d eau de la vasque conductivit temp rature la source de Font Dame au niveau de la pisciculture hauteur du ruisseau conductivit temp rature au niveau du piezometre 102 10795X0028 situ l amont imm diat de la source de Font Dame hauteur conductivit temp rature et au niveau de l ancien forage 10795X0050 de la pisciculture de Font Dame hauteur d eau Les donn es horaires du marnage de l tang de Salses Leucate enregistr es Port Fitou la pi zom trie de Baixas Cases de P ne les donn es de hauteur d eau et de temp rature des piezometres 104 10795X0030 107 10795X0033 et Roboul 10904 X0105 les donn es de pression atmosph rique mesur es au niveau du pi zom tre 102 et la pluviom trie journali re de la station M t o France d Opoul P rillos ont t galement utilis es Les donn es des pi zom tres 103 et 105 quip s r cemment novembre 2003 n ont pas t tudi es en raison de chroniques trop courtes L int r t des m thodes corr latoires et s
209. ntionn s Forages au niveau du flanc nord du synclinal du Bas Agly on denombre des forages effectu s tant pour des particuliers que pour des besoins industriels li s a l activit de carri re Le forage de la carri re d Omya atteint une profondeur de 320 m pour un d bit relativement faible inf rieur 5 m h cet ouvrage n est pas exploit Trois forages ont t r alis s au domaine de Montpins carri re proven ale dont un de 240 m profondeur et un autre de 300 m de profondeur dans les calcaires du Valanginien B doulien inf rieur Cr tac inf rieur calcaires en petits et en gros bancs leur d bit d exploitation est inf rieur 5 m h 2 m h pour le forage r cent de 300 m avec en sus des probl mes de turbidit De plus il y a des forages usage individuel dont les d bits d exploitation sont inf rieurs au m h Ces forages ont des profondeurs globalement de 120 200 m forage du Mas de la Chique 10904X0001 147 2 m des 74 m Aptien moyen d s 110 m Urgo Aptien dolomie ancien forage CGE au bord du Roboul 170 m forage de Mas Vespeil 10904X0065 134 m forage de Mas La Joliette 205 m dans les schistes noirs durs Albien metamorphique 10904X006 Le forage de la route de Vingrau 10904X0005 a une profondeur de 53 8 m et atteint dans le dernier m tre les formations albiennes il est situ essentiellement dans le Plioc ne et capte le Pliocene Un essai de pompage avec un d bit de 100 m h a t
210. oboulet 104 sont enrichies en deut rium par rapport aux eaux du lavoir de Salses le Ch teau et du forage du mas de la Chique Les eaux du lavoir de Salses le Chateau et du forage du mas de la Chique pr sentent de nouveau une signature tr s voisine de celle mesur e au niveau des pertes de l Agly et du Verdouble Ce r sultat conforte ceux obtenus pr c demment La signature isotopique des eaux du p le pertes appauvries en isotopes lourds par rapport l eau du p le Roboul d finie pr c demment s explique par le gradient isotopique altitudinal des pr cipitations les pluies pr cipit es des altitudes lev es sont appauvries en isotopes lourds par rapport aux pluies littorales En effet les eaux de l Agly et du Verdouble qui s infiltrent au niveau des zones de pertes sont issues de bassins hydrologiques situ s des altitudes sup rieures celle de l aire de recharge du karst d Opoul 10 00 P le Marin Droites de m lange 1 00 Basses 5 D 0 10 0 Ki Want le 0 01 Pertes 50 40 30 20 10 0 SH 2 amp FE FD CP A Pertes HE karst Opoul Illustration 60 Evolution des teneurs en bore en fonction des teneurs en deut rium des eaux echantillonnees au sein du karst et au niveau de l tang de Salses Leucate Les diff rentes courbes de l illustration 60 repr sentent les droites de m lange dans une repr sentation semi logarithmique le
211. ogeneite d coulement sont globalement lev s 0 48 0 25 et extr mement variables d un cycle hydrologique a l autre Ce r sultat indique que le syst me karstique est assez sensible aux variations saisonni res de l alimentation par les pluies Les valeurs du volume dynamique sont importantes 25 millions de m 6 et aussi variables d un cycle l autre ce qui traduit la sensibilit de la zone noy e du syst me aux variations saisonni res et inter annuelles de l alimentation pluie d bit des pertes Le pouvoir r gulateur K 0 43 0 12 et le retard a l infiltration i 0 48 0 13 sont galement variables d un cycle l autre Le report des valeurs moyennes dans le diagramme de classification de Mangin ill 27 permet de comparer le syst me karstique de Font Estramar avec d autres syst mes tudi s dans la litt rature La valeur moyenne des param tres se positionne la limite des domaines 1 et 2 de la classification Ces valeurs sont caract ristiques d un syst me complexe de grande taille dont la structure est faite de nombreux sous systemes et dont la karstification est plus importante l amont qu l aval et qui pr sente des retards l alimentation pertes Le pouvoir r gulateur K 0 43 0 12 lev est propice l accumulation de r serves En r sum les caract ristiques fonctionnelles du syst me de Font Estramar ont pu tre valu es Les r sultats indiquent que la zone d infiltr
212. omposantes superficielle froide et profonde chaude La salinit du syst me para t tre li e l effet de densit c est dire aux diff rences de charge entre les conduits o circule l eau douce et la matrice calcaire qui l entoure comparable un milieu homog ne satur e en eau de l tang selon une intrusion saline classique en forme de biseau sal L intrusion du biseau sal est fonction de la hauteur d eau dans l tang d pendant elle m me de divers param tres tels que l effet barometrique ou l attraction lunaire par exemple Deux modes dintrusion d eau sal e de l tang sont possibles pour le syst me karstique d Opoul le premier direct dans les zones o les calcaires sont directement en contact avec l tang ill 74 le second indirect par l interm diaire de la faille de Leucate d orientation NE SO dans le prolongement de la faille de Prades qui passe au niveau de l tang Le volume pistonn correspond au volume compris entre l augmentation du d bit et le d but de la premi re chute de la conductivit cf ill 65 108 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Se de e Ze Seefe SCH e CR D 00 67 q D 4 ote D D H D H D H e Wy s o a E 7 aAA 8 9 4 AS 0 0 ot a eta E n r PUROT o
213. ons pluie debit mesur es au niveau d un exutoire Dans le cas pr sent il s agit d tudier le comportement du syst me a long terme plusieurs cycles hydrologiques L tude a ete r alis e principalement sur les chroniques de la source de Font Estramar Les correlogrammes simples des d bits des sources de Font Estramar et Font Dame sont pr sent s en illustration 19 L analyse correlatoire simple cherche traduire la d pendance dans le temps des v nements affectant la chronique selon des intervalles de temps de plus en plus grands Elle permet de tester le caract re r p titif des s ries temporelles et leurs ventuelles natures cycliques D apr s Mangin le temps pour lequel le correlogramme atteint la valeur de 0 2 permet d appr hender l effet m moire du syst me L effet m moire de Font Estramar est faible de l ordre de 18 jours contre 11 pour Font Dame ill 19 Ces r sultats indiquent que le syst me karstique est globalement peu inertiel ce qui traduit un syst me bien drain la zone noy e appara t ainsi comme bien karstifi e Les analyses crois es ont t effectu es l aide des chroniques de pluie mesur e P rillos Tautavel et Vingrau donn es DAFF 66 et Perpignan donn es M t o France Les traitements ont t r alis s l aide du logiciel Tempo BRGM Corr logramme simple 0 20 40 60 80 100 D calage en jours Font Estramar Font Dame
214. onstitue un r sultat correct Essayez d autres variables explicatives en remplacement ou en plus de celles utilis es ici Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque de 7 12 Etant donn le niveau de signification choisi le mod le est donc mauvais La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Constante 180 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Donn es fonction de r gression 95 confidence range 1600 1400 1200 1000 _ Moyenne _ Ecart type gt 800 Y 1178 4456 230 5376611 858 96 1442 16 600 Variable X1 2 606 0 735003401 1 43 3 3 400 Te 200 Coefficient de corr lation r 0 9716 0 Coefficient de d termination r 0 9441 0 1 2 3 4 Coefficient de d termination ajust 0 9254 Variable X1 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y Somme des Degr s de lib cr e Carr s moyens F de Fisher Pr gt F Mod le 1 200697 2858 200697 2858 50 6250 0 0057 R sidus 3 11893 1670 3964 3890 Total 4 212590 4528 Analyse du mod le Type l SS Source DF Type 1 SS Carr s moyens F de Fisher Pr gt F Variable X1 1 200697 2858 200697 2858 50 6250 0 0057 Param tres de la r gression et statistiques corres
215. ontact H est tr s l g rement sup rieure a la charge l exutoire du mod le H3 Le debit simule et le d bit obtenu par solution analytique sont toujours compris entre le d bit maximum sortant et le d bit minimum sortant L illustration 97 rappelle les caract ristiques du mod le num rique utilis en 2D ill 94 et 95 La partie de gauche repr sente le milieu karstique MK et la partie de droite le milieu poreux MP Des l ments discrets fractures drains ou conduits sont plac s au sein du milieu karstique afin de tester leur influence sur le d bit total et sur la charge 134 BRGM RP 52919 FR Rapport final LA Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 00Z Aeuny seide p ayipoui senses sep MOTSITTI GE 18 qz suonejnwis s p senbysuaj9e1eg 96 UORESNII ap uonejuawbne aun e auajinbe un p ej 5 nau ap ue ajdepe l e abejiew 37 0110 ISUE1 anbijsiey n lllul a SUEP sauejuejsui juawisenb juos abieuo ejsueu ap sdue s l poul np uoijeunbiJuoo e inod sjuawel a OZ UOJIAUS yos UCL Jassedep sed yop au 919SIp Juauwel a anbeuo 89 00 Sal NOY 0 GG 159 uoldiosqe p ajewixeuw ajioedeo 19 snid ajuawbne u e o 1q p l ailaWwelp 89 ap ejap ny w aijawelip ap iinpuoo UN 2 AB uawe eodo 9JUI9 JE s 4 0 ajewixew ajioe
216. ontraste fortement avec les p riodes pr c dentes 1971 1982 1984 1996 le volume de r gulation estim est nettement plus faible de l ordre de 29 millions de m seulement Le caract re nettement plus non lin aire du syst me mis en vidence pour la p riode 1997 2003 semble galement se traduire par un volume de r gulation plus faible Depuis la mise en eau du barrage de l Agly le soutien des d bits de l Agly lors des p riodes estivales notamment a modifi les conditions d alimentation du karst au niveau des pertes L cart entre les volumes minimaux et maximaux est r duit ce qui signifie que l tat des r serves du karst s approche de leur valeur maximale L effet du soutien de l Agly par le barrage se traduit donc par apport d eau plus important au syst me karstique Les mod lisations inverses des relations pluie d bit ont permis de quantifier l importance du r le jou par les pertes dans le fonctionnement du syst me karstique La r ponse impulsionnelle des pertes est bi modale Elle pr sente dans un premier temps une d croissance rapide les premiers jours jusqu 6 jours puis intervient majoritairement lorsque les d calages sont sup rieurs 60 jours La premi re partie de la r ponse voque une contribution par effet de transfert de pression tandis que la seconde partie traduit uniquement une alimentation La contribution des pertes l coulement appara t tres importante 60 et intervient tr s majori
217. orbi res Volume 2 3500 D bits des Pertes de l Agly estim s par la proc dure de calcul 2500 EI gt lt 2000 2 D bits moyens estim s a par la DDAF 66 1500 o O Q 1000 500 0 01 05 95 24 07 96 17 10 97 10 01 99 04 04 00 28 06 01 21 09 02 15 12 03 100000 D bit sortant du barrage de l Agly 10000 Q O 1000 P riodes de soutien du d bit de l Agly par le barrage 100 01 05 95 24 07 96 17 10 97 10 01 99 04 04 00 28 06 01 21 09 02 15 12 03 Illustration 44 volution temporelle des d bits des pertes de l Agly et des d bits sortant du barrage de l Agly 70 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 I s 3500 P riode de soutien du d bit de l Agly par le barrage de Caramany 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 01 01 1997 16 05 1998 28 09 1999 09 02 2001 24 06 2002 Q pertes Agly Qpertes Verdouble Illustration 45 volution temporelle des d bits des pertes de l Agly et du Verdouble 1000000 Debit Caramany 100000 Debit Pertes Debit Caramany l s D bit pertes de l Agly l s 01 01 97 27 03 98 20 06 99 12 09 00 06 12 01 01 03 03 Illustration 46 volution temporelle de d bits des pertes et du d bit de l Agly Caramany restitu s par le barrage BRGM RP 52919 FR Rapport fin
218. ort final 117 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 118 R ponse impulsionnelle PBV SQp70 Illustration 78 Hypothese 1 r ponses impulsionnelles de la pluie efficace et des debits des pertes du systeme karstique d Opoul La I s 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 Mod le et observations S 0 10050E 04 I s R2 0 925 Nas h 0 8491 01 01 98 05 02 99 12 03 00 17 04 01 22 05 02 27 06 03 Illustration 79 Hypothese 1 comparaison du d bit mod lis aux d bits mesur s QFont Dame QFont Estramar 93 de la variance totale expliqu e BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 L hydrogramme unitaire de l ensemble du syst me karstique peut ainsi tre d compos de la mani re suivante ill 80 premi re partie ill 80 l essentiel de l coulement est assur par la contribution de la pluie efficace jusqu 26 jours et par l effet de transfert de pression des pertes deuxi me partie ill 80 l coulement est essentiellement assur par l alimentation par les pertes R ponse impulsionnelle PBV SQp70 Illustration 80 Hypoth se 1 identification des diff rentes parties de Phydrogramme unitaire du systeme karstique pris dans sa globalite L volution relative des contributions
219. ource Font Dame par rapport Font Estramar est que la conductivit apparait corr l e positivement au d bit de la source lors des crues importantes une augmentation importante de d bit correspond une augmentation de la conductivit des eaux de la source ill 50 L volution de la conductivit de la source de Font Dame lors des crues n est donc pas rattacher celle mesur e dans le karst au niveau du pi zom tre 102 ou Font Estramar diminution Pour expliquer l augmentation de la conductivit observ e a Font Dame il faut invoquer le processus d effet piston qui chasse du syst me une eau plus min ralis e pour expliquer la r ponse de la source de Font Dame 6 0 5000 9 5 4000 E 5 0 o Conductivit E 4 5 Font Dame N 3000 T 2 4 0 KS Conductivit TT S 35 P 102 2000 6 3 0 1000 2 5 D bit Font Dame 2 0 0 01 10 00 19 04 01 05 11 01 24 05 02 10 12 02 28 06 03 14 01 04 Illustration 50 volutions temporelles de la conductivit lectrique des eaux du ruisseau de Font Dame du pi zom tre 102 et du d bit de Font Dame BRGM RP 52919 FR Rapport final 79 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les concentrations en chlorure sodium sulfate et dans une moindre mesure potassium et magn sium apparaissent globalement bien corr l es la conductivit lectrique ill 51 Lors des p riodes de crue le faci s chimique des eaux volue peu et demeu
220. ources en eau des Corbi res Volume 2 Donn es fonction de r gression 95 confidence range ati 1 5 Variables qualitatives Aucune Moyenne Ecart type Min Max Y 0 66 0 45 0 13 1 68 gt Variable X1 77 41 58 84 9 201 4 Coefficient de corr lation r 0 8042 Coefficient de d termination r 0 6467 Statistique de Durbin VVatson Dw 2 2379 Interpr tation des r sultats Essayez d autres variables explicatives en remplacement ou en plus de celles utilis es ici 250 Coefficient de d termination ajust 0 6075 ae Evaluation de la valeur de l information apport e Variable X1 par les variables HO Y Moy Y Degr s de lib Somme des Carr s kk de Fisher Pr gt F carr s moyens Mod le 1 1 2977 1 2977 16 4771 0 0028 R sidus 9 0 7088 0 0788 Total 10 2 0065 Analyse du mod le Type SS Source DF Type 1 CAT S de Fisher Pr gt F moyens Variable X1 1 1 2977 1 2977 16 4771 0 0028 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes de Probabiit Come inf de Borne sup de Valeur Ecart type Se ec l intervalle l intervalle 95 95 Constante 0 18237563 0 1442 1 2648 0 2377 0 1438 0 5086 Variable X1 0 00612256 0 0015 4 0592 0 0028 0 0027 0 0095 L quation du mod le est Y 0 18237562822326 6 12255847412052E 03 X1 Analyse des r sidus Borne inf Borne sup R sidus de la de la Observations Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus r duits pr vision int
221. pectrales est de mettre en vidence les ph nom nes structur s influen ant evolution temporelle des chroniques ill 30 Logiciel TEMPO BRGM 5 Donn es Conseil g n ral de l Aude 56 BRGM RP 52919 FR Rapport final Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Le OuE 1U0 19 sexieg noqoHd ZOld rOld ZOld saijawozaid s p neaaiu ne nea p inajyney ej ap NOl 104 sasjes ap ap neanu np jj odw UONN OAZ 06 UOUG US C00z 20 6 1002 cC 90 000c 0 GI 8661 80 7c 2661 10 10 00C 20 6C 1002 21 90 0002 70 51 8661 80 7c 2661 10 10 0 ei L 01 02 H R 06 3 Ge S d Ol 3 0G cp Z Q 09 INOQOH4 u ap S SEO SEXIEG d 02 R 1014 GG q PO 08 auad S SEQ sexieg 20 ld JON ul 001 JON G L 2 7 6002 0 62 1002 21 90 0002 70 9 8661 80 7c 2661 10 10 BS 009 cn 007 002 011 0 GL G L 2 002 9011 94 100 om 02 007 Ge auepjuo4 962104 009 J ajeona1 sasjes ap Buey Ce 0 Of 008 ONU 002 Z0 62 1002 21 90 000c 0 GI 8661 80 7c 2661 10 10 4 WW 7 J 57 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 a Analyse correlatoire et spectrale des chroniques de hauteur d eau Les corr logra
222. pi zom trie de l ouvrage BSS 10795X0030 104 sur la p riode 1998 2003 41 Corr logramme du d bit Font Estramar p riode 1971 2003 et du d bit de Font Dame p riode 1998 2003 43 BRGM RP 52919 FR Rapport final 9 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Illustration 20 Illustration 21 Illustration 22 Illustration 23 Illustration 24 Illustration 25 Illustration 26 Illustration 27 Illustration 28 Illustration 29 Illustration 30 Illustration 31 Illustration 32 Illustration 33 Illustration 34 Illustration 35 Illustration 36 Illustration 37 Illustration 38 10 Corr logramme crois pluie d bit des sources de Font Estramar p riode 1971 2003 et Font Dame p riode 1998 2003 44 Densit spectrale de puissance de la source de Font Estramar p riode 1901 0090 EE 45 Fonction de gain entre la pluie et le debit a Font Estramar pour les p riodes 1971 1982 1984 1996 et 1004 2002 46 Fonction de phase entre la pluie et le d bit Font Estramar pour la perode 19907 EE 46 Moyennes mobiles annuelles sur les chroniques de pluie et de d bit journali r FOnt ET E EE 48 Exemple de courbe de r cession de la source de Font Estramar et r sultats de l ajustement cycle hydrologique 2001 2002 50 Param tres moyens des r cessions de la source de Font Estr
223. pondantes Probabilite Borne inf de Borne sup de Valeur Ecart type t de Student corresponda l intervalle l intervalle nte 95 95 Constante 384 253036 115 1172 3 3379 0 0445 17 8984 750 6077 Variable X1 304 755397 42 8320 7 1151 0 0057 168 4446 441 0662 L quation du mod le est Y 384 253036003182 304 755396775447 X1 Analyse des r sidus Borne inf Borne sup Observations Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus Bele 7 ei e r duits pr vision la pr vision int nf int nf 1 1 1 43 858 96 820 0533 38 9067 0 7135 658 0591 982 0474 2 1 3 3 1442 16 1389 9458 52 2142 0 9576 1264 5776 1515 3141 3 1 3 14 1343 88 1341 1850 2 6950 0 0494 1225 3276 1457 0423 4 1 2 65 1185 228 1191 8548 6 6268 0 1215 1091 2776 1292 4321 5 1 2 51 1062 1149 1891 87 1891 1 5990 1048 1901 1250 1880 Statistique de Durbin Watson Dw 0 7741 Interpr tation des r sultats Les variables X s lectionn es expliquent 94 41 de la variabilit de la variable Y ce qui constitue un bon r sultat Le rejet de l hypoth se selon laquelle le mod le le plus simple seulement une constante et pas de variables explicatives serait aussi puissant que le mod le que vous proposez se fait avec un risque qui n est que de 0 57 Les variables s lectionn es apportent donc une information significative au mod le La variable qui a le plus de poids dans le mod le est Variable X1 BRGM RP 52919 FR Rapport final 181 valuation des ress
224. pport du Maury Les pertes du Verdouble sont estim es partir de la station de jaugeage situ e bien en amont de la zone concern e Tautavel et notamment partir de donn es ponctuelles de jaugeages la sortie des gorges proximit de la confluence avec l Agly Ainsi en terme de perspectives pour la phase l du projet 2004 2006 il parait important de pr ciser cette fonction d entr e et de caract riser la capacit d absorption du karst au droit des pertes mise en place d une sonde de mesure de hauteur d eau sur le Verdouble proche de la confluence mise en place d une sonde de mesure de hauteur d eau sur le Maury a Estagel avant la confluence avec l Agly investigations g ologiques et g ophysiques pour implanter un ou deux piezometres dans la zone des pertes afin de suivre les processus d infiltration et pr ciser la fonction de transfert entre la zone des pertes et les exutoires ainsi que les relations avec le forage de Cases de Pene Ce syst me karstique poss de une karstification bien d velopp e avec un r seau de drainage de type anastomose privil giant deux directions pr f rentielles d coulement li es aux d formations r gionales Les deux flancs du synclinal du Bas Agly sont le si ge d ecoulements souterrains locaux et r gionaux Les eaux du flanc sud du synclinal sont drain es en direction de l extr mit de son flanc dont la g om trie est suppos e comme redress e sous une couvertur
225. propose une classification des sources saum tres karstiques bas e sur l origine de la contamination sources contaminees par effet de densit sources contamin es par cause hydrodynamique sources contamin es par la combinaison des deux effets pr c demment cit s b Approche m thodologique utilis e La m thodologie utilis e pour caract riser le m canisme de la salinisation de la source de Font Estramar s inspire de celle employ e par Arfib 2001 Des l ments de comparaison seront pr sent s afin de souligner les diff rences de fonctionnement du BRGM RP 52919 FR Rapport final 97 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 syst me de Font Estramar par rapport celui de la source Almyros d H raklion tudi par Arfib La premi re tape consiste a tablir un rapport entre la conductivit et la concentration en chlorure Vingt six chantillons d eau ont t pr lev s et analys s lors du suivi g ochimique de la source de Font Estramar 2002 couvrant une tr s large gamme de d bits ill 47 Les conductivit s extr mes pour les chantillons pr lev s sont 1 20 et 8 73 mS cm les teneurs en chlorures tant de 208 mg l et 2 600 mg l Ces conductivit s sont similaires celles mesur es par la centrale d acquisition ill 47 Les valeurs extr mes journali res mesur es par la centrale d acquisition de Font Estramar sont de 1 11 et 8 77 mS cm La relation qui lie la teneur
226. r Lias le Dogger Jurassique moyen est constitu de calcaires et de dolomies d une paisseur pouvant atteindre 200 m Feuilla Enfin le Jurassique sup rieur Malm comprend des calcaires patine grise avec des bancs de dolomies et de br ches ciment rouge d une puissance atteignant 300 m Une succession de synclinaux et d anticlinaux dont les axes sont orient s NE SO Got 1965 Gadel 1966 et Bakalowicz et al 1997 se chevauchent les uns les autres du SE vers le NO ils r sultent de l histoire pyr n enne Quatre synclinaux principaux peuvent tre distingu s de Salses vers Vingrau le synclinal de Salses le synclinal des Fontanilles le synclinal d Opoul et le synclinal de Mas Farines a P rillos 20 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 SES 2 T n G 516 820 624 628 632 636 640 644 648 652 656 660 664 EE c eech LE delea ONSFIL a UR uzi wm onseil General de Aude mine m dileran e corse GENERAI la LT S N L ZS Reech d 2 2 DS S vi rE NER OR du SE att Synthese cartographique a 1 100 000 Massif des Corbieres e m G osciences pour une Terre durable F vrier 2004 b SE 9 As 2 4 NG lt d apr s les cartes 1 50 000 de Capendu de Leucate Shoo DP Zeg kenn P i RSS i m r m de Narbonne de Perpignan de Quillan de Rivesaltes et de Tuchan FR
227. r tation de l essai de pompage a Cases de P ne en 2001 a conclu que le syst me de Cases de P ne est caract ris par un grand volume et une grande transmissivite BRGM RP 51394 FR L aven de Baixas appartient au m me syst me hydraulique et ses variations de niveau sont similaires a celles du forage de Cases de Pene Le piezometre 104 situ a 14 km a vol d oiseau de Cases de P ne et de l autre c t du synclinal apparait galement influence par la sollicitation de l aquifere lors du pompage Petit et al 2002 b Bilan hydrologique et d limitation du bassin d alimentation L tude des bilans hydrologiques repose sur l analyse de la coh rence qui existe entre les flux d entr e et les flux de sortie a TVexutolre d un syst me elle permet de caract riser globalement les limites de l impluvium du syst me La m thodologie est expos e en d tail dans le volume 1 BRGM RP 52918 FR Les calculs de bilans hydrologiques ont t r alis s pour la p riode du 1 octobre 1998 au 30 septembre 2003 soit pour cinq cycles hydrologiques Les volumes coul s aux exutoires de Font Dame et Font Estramar sont les suivants 128 5 millions de m pour la source de Font Dame d bit moyen 783 Us mini 393 l s maxi 6 467 l s m diane 749 l s 292 3 millions de m pour la source de Font Estramar d bit moyen 1 781 l s mini 768 l s maxi 25 285 l s m diane 1 343 I s Pour l ensemble de syst me karstiq
228. rassico cr tac es calcaires de la nappe de charriage des Corbi res Les zones de consommation en eau potable les plus importantes sont essentiellement les secteurs littoraux compris entre Perpignan et Narbonne savoir de Canet Plage Port la Nouvelle les deux villes de Narbonne et Perpignan incluses Le BRGM en partenariat avec les conseils g n raux de Pyr n es Orientales et de l Aude et l Agence de l Eau Rh ne M diterran e Corse a b ti un projet qui s inscrit BRGM RP 52919 FR Rapport final 15 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 dans son programme de recherche sur la structure et le fonctionnement des syst mes karstiques en appui scientifique a la politique de l eau des conseils g n raux Le projet d valuation des ressources en eau souterraine des Corbi res orientales karstiques comprend deux phases La premi re phase phase a d but au premier trimestre 2001 et s ach ve au premier trimestre 2004 La phase 1 d une dur e de 24 mois prend le relais au terme de la phase afin de v rifier la pr sence de la ressource en eau Elle comprend la r alisation de forages et vise aussi finaliser la caract risation de certains syst mes karstiques synclinal de Soulatg synclinal de Boucheville La premi re phase a compris la s lection des sites caract riser Pinsirumentation des sites le suivi hydrologique et hydrochimique des sources et autres points d eau pi zom tres a
229. rce se manifeste lorsque le karst pr sente des charges hydrauliques lev es et donc susceptibles d autoriser des lignes de courant plus profondes Elle peut tre rattach e une augmentation relative de la composante profonde de l coulement Cette augmentation de la composante profonde peut tre corr l e une augmentation relative de la contribution des pertes au d bit de la source Cette hypoth se sera test e l aide de l approche de mod lisation globale par le logiciel Tempo Selon cette hypoth se l augmentation de la salinit serait li e au m canisme d intrusion diffuse de salinit par diff rence de charge dans un ou plusieurs conduits en profondeur ill 73 Source saumatre Beleg s en Illustration 73 Coupe sch matique d une source sal e par une intrusion diffuse d eau marine en profondeur dans le conduit d apr s Arfib 2001 Dans le du groupe c S le syst me est stationnaire Le flux de chlorure export en fin de crue est similaire celui export avant la crue L pisode de crue qui g n re la crue n affecte pas de mani re durable les contributions relatives des composantes min ralis es et non sal es Ce ph nom ne est observ pour les crues de faible ampleur 8 m s dans des contextes de basses eaux Dans le cas du groupe D le syst me en fin de crue sollicite moins la composante min ralis e La diminution de la salinit peut tre expliqu e par le ph nom n
230. rces en eau des Corbi res Volume 2 Le G 6L uiue ap UOUPOUISSpI ej SUED 1811811553 Ju04 29 N0S EI ap UONISOd ZZ 8 JewWe11S9 u0 ua ow aJJowesed 4 90 GO T0 CO LO 00 s q ols luo W euueiyny W a ou Issey 1 un 115 jeae g JUeYONOGEp saddojanap sanbibojoajads xneasay Seddojaaap sail 8 xne s s p ua 591 1 5 S91 5 UOIEJUSUITE e Sp12191 sap 984 jene e nb JUOUWE g Sasiey snid s ul ls4S N L n lq s y V s nbns ey uou Sulun An dul s n d ablau uoIlJjejuauwije g 5 1 SUOL 901 50 5 W aurejuo4 V 4 9 W aulejuo4 W BRGM RP 52919 FR Rapport final 1 52 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 2 6 valuation de la stationnarit du syst me de Font Estramar et du volume de r gulation du r servoir L analyse R S Rescaled range analysis est une m thode d analyse statistique qui permet d valuer si le comportement pass d un syst me peut expliquer son comportement futur Pour cela le coefficient de Hurst H est calcul l correspond a l cart entre une valeur un instant donne
231. re de type chlorur sodique fig 2 ann 3 Les teneurs moyennes et extr mes des l ments chimiques mesur es sont pr sent s dans le tableau 2 de l annexe 3 La teneur moyenne en chlorure des eaux de la source de Font Dame est de 1 219 mg l 10000 y 252 6x 50 9 R 0 82 1000 y 147 2x 26 5 R 0 61 y 46 8x 73 1 R 0 78 y 5 3x 122 3 R 0 05 y 28 6x 41 1 100 R 0 48 Concentration mg l 10 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 Conductivit mS cm Illustration 51 Relation concentrations versus conductivit dans les eaux de Font Dame c Analyses spectrales des chroniques de temp rature et de conductivit L tude a porte sur les chroniques de conductivit et temp rature enregistr es aux sources de Font Dame et Font Estramar et au niveau du pi zom tre 102 Les chroniques de temp rature mesur es aux niveaux des pi zom tres 104 107 et Roboul ont galement fait l objet d une tude L volution temporelle des param tres est pr sent e l illustration 52 L analyse spectrale simple des chroniques de temp rature mesur es aux sources de Font Dame et Font Estramar conforte les r sultats obtenus sur les hauteurs d eau cf 2 2 3 Les r sultats mettent en vidence dans le domaine fr quentiel l existence de ph nom nes p riodiques 24 h 00 et 12 h O0 ill 53a b relier comme on l a pr c demment soulign aux effets de la mar e maritime de l tang de
232. res dans la zone d mergence des sources joue vraisemblablement un r le important dans la dynamique des coulements du syst me karstique En effet les formations du Plio Quaternaire moins transmissives que le karst jouent le r le d un bouchon poreux et constituent un frein l coulement lors des p riodes de crue En p riode de crue les formations plio quaternaires ne sont pas en mesure d absorber l int gralit de la mise en charge du karst provoqu e par Tinfiltration de la pluie et l apport au niveau des pertes Le karst mis en charge utilise alors en p riode de crue un r seau plus transmissif pour vacuer les eaux ce qui se traduit par une modification des param tres de la distribution des d bits class s pente a2 lt a1 Les sources de Font Estramar et de Font Dame apparaissent ainsi comme des sources de trop plein pour le syst me karstique d Opoul et du Bas Agly II convient maintenant de s int resser aux informations obtenues par les analyses correlatoires et spectrales afin de quantifier l organisation de la structure de drainage du syst me karstique 42 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 2 3 Analyses corr latoires et spectrales des hydrogrammes des sources de Font Estramar et Font Dame L objectif de ces traitements math matiques est d appr hender le comportement g n ral du syst me karstique travers entre autres l tude des relati
233. res de grandeur en terme de flux ou d change hydraulique entre les deux aquiferes BRGM RP 52919 FR Rapport final 131 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Ainsi la d termination des ordres de grandeur des changes hydrauliques a t approch e par une tude de sensibilit au moyen num rique th orique mais cependant r aliste permettant de simuler les transferts de fluide du karst vers le milieu poreux Les principes de la mod lisation r alis s l aide du logiciel FEFLOW d une part et la mise en uvre de solutions analytiques r alis e d autre part sont expos s de mani re synth tique ci apr s l int gralit des d veloppements sont pr sent s au sein du travail de dipl me de la formation postgrade en gestion des ressources en eau sp cialisation en hydrog ologie universit de Neuch tel de B Aunay 2003 a Description du mod le th orique et des simulations num riques Le syst me est pr sent par un mod le th orique qui comprend deux blocs caract ris s par une hauteur h et une longueur L une charge hydraulique Hi l entr e et a la sortie du bloc repr sentant les deux milieux aquif res i milieu karstique des Corbi res et ii milieu poreux du Plio Quaternaire Un element discret est introduit dans le bloc karst afin de repr senter et de simuler l effet d un drain karstique il est d fini par son ouverture sa position sa perm abilit ill 94 Cinq conf
234. rr mr Las Dogger ir fe eur l renci dolarnies el val res Tuei j Dot e el selszires st hue rete cliques iron ci ace ot Sean nn d D venien indiltarer cib Devdeni ri irmiifler iicid A g ls 8 d S lu dev nl n tassal a vpelries norae ei ba rcs de calca as i Silu ier insiff snci SiG Silu en ind faces peseux BIC Si Anen indif rer sis facies salcaire Ora Gacadoz in ff 2nri 3aMa Nweeux menna MESOZOIQUE Cr tac superieur Jurassique Trlas St Poul de Deage et Malm Berini Filer 1 b ih lt a 2 niz nen Cr 79 Pa LEE LE L ES C SIM m sini on parsos mersis Fanoutiflet 7 sen Wen 77 57 ag Cr tac sp cifique la zone sud et ouest du Mauthoumet pA sreches ph Bh gen m llerangien inf rir ar ind B rrocd n G t e Sie Rees Dee APS SC Zon ole bein ubel uu c eii Z lusir ez Liens Leluehar cu lavuelee iie cslaliors d ailes cor line ales jor in g ts Keuper arglles Ledol se teg Carmel e re mem ane Got 3 pyr n e Hai seue pyr n erne SUUS py dl iEei ns mi Bi ar n n Enna da Turhan 16 7D Beaches intratormetiannelas 17 Rh tica argiles mamen eaporiles 1 1 1 t5b6a Begudler Cemsanen p p mames rot qes psurdnglee gr s fuvtatiles HEH tsa Cemlen Noren varnes b dol es veporites dalomles 1 1 1 1 ch Cair
235. rt final 66 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 la Pastere il s agit d un puits naturel de plusieurs m tres de diam tre et de plusieurs m tres de profondeur creus dans les calcaires du lit de l Agly Nous avons n glig toutes pertes et ou ventuels extravasements en aval de la station de Mas de Jau L tude de la DDA 1986 permet de sugg rer que les pertes observ es l aval du Mas de Jau paraissent proportionnellement faibles Les d bits des pertes du Verdouble et de l Agly sont estim s partir de bilan d eau du r seau hydrographique cf ill 41 pertes du Verdouble Q pertes Q Verdouble amont Q Verdouble confluence pertes de l Agly Q pertes Q Agly amont Q Maury Q Verdouble confluence Q Agly aval Q Canal Pour estimer les flux d eau journaliers absorb s par les pertes a partir des suivis hydrometriques des quatre stations de la DDAF cf ill 41 il convient de faire plusieurs hypoth ses sur le fonctionnement du syst me c Hypotheses pour l estimation des pertes du Verdouble Pour le Verdouble le d bit journalier la confluence avec l Agly n est pas connu Au cours du suivi ponctuel 19 jaugeages diff rentiels ont t r alis s sur le Verdouble entre mai 2001 et septembre 2003 au niveau du mas d Alzine Verdouble amont et a l aval des gorges Verdouble aval des pertes au niveau du pont de la route de liaison entre Estagel et Mas de Jau
236. s tend depuis Espira de l Agly l ouest fermeture synclinale l affleurement jusqu l tang de Salses Leucate Fest Au niveau de l axe du synclinal les formations calcaires sont situ es une profondeur sup rieure 1 500 m sous les marnes albiennes consid r es comme imperm ables Ces deux flancs synclinaux ont t karstifi s principalement lors des p riodes de bas niveaux marins au Messinien 1 500 m voire au Quaternaire 120 m Cette karstification a conduit au d veloppement de r seaux karstiques orient s vers les deux principales zones d exutoire des eaux souterraines de l ensemble carbonate ces poques Ces zones taient situ es au droit de l intersection de chacun des flancs du synclinal avec la topographie correspondant aux cons quences de Tincision messinienne i dans le secteur de Rivesaltes et ii l est et nord est des sources de Font Dame et Font Estramar Compte tenu de l altitude des pal oexutoires cit s ci dessus la karstification pourrait concerner les calcaires jusqu une profondeur d environ 300 400 m sous le niveau actuel de la mer ill 105 Cette estimation g ologique de la profondeur de la karstification est corrobor e par l approche geochimique geothermomettre silice Deux axes de drainage principaux existent priori co ncidant globalement avec les directions des deux flancs du synclinal L analyse des plans de drainage selon la m thode d Eraso l
237. s no lqo uonduos q adf bi 0221 SIIRDUO aiquioN W Oc L 19 04 081 LH S W 60 4 G 1 8 e 60 3 G L 8 NP zW 2 JINPUO9 np uonpas w OLLE EH 9 W 091 LH uoijejuawbne aun e n lllul un p suod ej 0 INS S 919SIP 5109 sap 18 S9 L 0 INS S 919SIP 5100 s p u nilul 19 S9 L m ae hAn npuo 2 006 0005 CA gt gt LM 10 un 1 80010 2 CH gt gt D auliqeauued ge 0 gaines un 1uewuesad 00S 00S az soolq 2 313Pp0W ST 001x0 gines Gx 00G 00E dae 135 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 x m d 4 953e 17 6 844e 00 1 363e 01 2 053e 01 2 737e 01 3 422e 01 4 106e 01 4 7916 01 5 4756 01 54 7 m d l ments discrets Illustration 97 Exemple de simulation en 2D coupe repr sentation des vitesses d coulement dans les l ments discrets Aunay 2003 d Estimation du transfert de flux r el Le bassin du Roussillon a t mod lis par Chabart 1996 Le mod le mod lisation di
238. s Duriez 2002 le Plio Quaternaire joue le r le de bouchon emp chant la vidange dynamique du karst La capacit maximale d absorption du milieu poreux est assez vite atteinte d apr s les mod lisations math matiques et surtout on le voit en p riode de crue comme on l a pr c demment montr l aide des analyses de d bit class 136 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Le probl me majeur vient de la connaissance de la nature du contact entre les deux aquif res existe t il un contact direct entre aquif re sableux et aquifere karstique Deux cas sont distingu s afin d estimer au moyen de la loi de Darcy les flux maximums entre les deux aquiferes la pr sence d un contact direct et une g om trie complexe Dans le cas dune g om trie complexe au niveau du contact la pr sence de formations de perm abilit h t rog ne telles que les br ches d Espira de l Agly la surface de contact effective serait inf rieure celle estim e Les flux propos s pour les contacts directs 180 l s sont donc probablement sup rieurs la r alit Au niveau du contact avec le flanc sud du synclinal du Bas Agly la br che atteinte par forage F2 AEP Rivesaltes est de faible perm abilit Dans l hypoth se de la continuit de cette br che au niveau du contact les flux entre le karst et le milieu poreux seraient quasiment nuls Aunay 2003 En r sum
239. s connexions hydrauliques Le traitement num rique des chroniques fait appel a des techniques d inversion On parle alors de mod lisation inverse des ph nom nes Contrairement la mod lisation directe qui consiste simuler le fonctionnement d un hydrosysteme partir de concepts reposant a la fois sur la description de l hydrosyst me et l application de lois de la physique la mod lisation inverse d crit le fonctionnement d un hydrosysteme partir de r ponses impulsionnelles ruissellement coulement souterrain transfert de masse Ces r ponses impulsionnelles sont estim es partir de series chrono 112 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 logiques pluie d bit niveau pi zom trique concentration de divers solut s propri t s physico chimiques du milieu Le principe de la m thode est d crit dans le volume 1 Moyens mis en uvre et m thodologie de caract risation BRGM RP 52918 FR 2 4 2 Mod lisation inverse des relations pluie d bit pour le syst me du karst d Opoul pris dans sa globalit QFont Dame QFont Estramar L objectif principal de cette tude est de caract riser les processus qui contr lent l volution des d bits aux exutoires des sources karstiques littorales de Font Dame et Font Estramar L tude a port de mani re globale sur la somme des d bits des sources de Font Dame et Font Estramar pour la p riode juin 19
240. s de Pene s est produit 37 jours au total le volume total coul est estim a 8 4 millions de m ce qui repr sente un d bit moyen de 104 Us pour la p riode consid r e 196 BRGM RP 52919 FR Rapport final o hra pour une Terre durable ram Centre scientifique et technique 3 avenue Claude Guillemin BP 6009 45060 Orl ans Cedex 2 France T l 02 38 64 34 34 Service eau 1039 rue de Pinville 34000 Montpellier France T l 04 67 15 79 80
241. s de la source de Font Estramar ill 63 les corrections d velopp es par Arfib 2001 ne fonctionnent pas Les graphiques obtenus non repr sent s dans le pr sent rapport sont tr s similaires aux repr sentations de l illustration 62 La g om trie du r seau karstique de Font Estramar appara t donc beaucoup plus complexe plusieurs conduits que celui de la source Almyros d H raklion car le volume pistonn est tr s variable lors des diff rentes crues observ es de 0 28 0 68 million de m expuls s ill 64 Afin de poursuivre l tude il est n cessaire de conna tre la cause de la variabilit du volume pistonn lors de crues c Facteurs contr lant les variations du volume et du flux de chlorure pistonn Pour r aliser cette analyse nous avons report les principales caract ristiques des diff rentes crues tudi es dans l illustration 64 Le cumul des pr cipitations correspond la somme des pr cipitations tomb es sur le bassin d alimentation au cours des trois jours qui ont pr c d les diff rentes crues Le volume pistonn correspond au volume compris entre l augmentation du d bit et le d but de la premi re chute de la conductivit cf exemple de la crue n 1 du 07 mars 2002 ill 65 Les flux de chlorure export s ainsi que les valeurs instantan es en d but et fin d effet piston sont galement report s Les param tres hydrologiques de la crue sont galement pr sent s 14 raz S
242. s de la variance totale en fonction de la fr quence En d autre terme la densit spectrale de puissance permet d obtenir des informations par exemple sur la tendance du syst me long terme Pour le syst me de Font Estramar l analyse a port sur les diff rentes chroniques individualis es 1971 1982 1984 1996 1996 2003 Les densit s spectrales de puissance relative pr sentent un pic pour les basses fr quences 365 j ce qui indique que l information port e par les pluies est avant tout transform e dans le cycle annuel ill 21 Selon les p riodes consid r es la fonction de gain qui renseigne sur la mani re dont le signal d entr e est amplifi gt 1 ou att nu lt 1 par le syst me pr sente un pic plus ou moins important pour la fr quence correspondant au pic de 365 j ill 22 La valeur du gain est inf rieure 1 gain 0 6 pour la p riode 1971 1982 contre 1 3 environ pour les p riodes 1984 1996 et 1997 2003 44 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Densit spectrale de puissance relative DSP Q Font Estramar 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 0 0000 0 0010 0 0020 0 0030 0 0040 fr quence h 1 Illustration 21 Densit spectrale de puissance de la source de Font Estramar p riode 1984 1996 Pour la premi re p riode 1971 1982 du signal pour les basses fr quences 365 j traduit une consommation de sig
243. s des campagnes spatiales 140 Illustration 101 ACP corr lation variables facteur principaux Projection dans le plan F1 F2 de l espace des variables E 141 ACP Profections des chantillons dans le plan principal F1 F2 141 Illustration 102 Illustration 103 Rapports isotopiques du strontium Sr Sr en fonction de l inverse des teneurs at eler Ir DEE 142 BRGM RP 52919 FR Rapport final 13 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Illustration 104 Evolution de la pi zom trie dans le karst et au sein du Plioc ne continental 29 34 m dans le secteur de la pisciculture de Font Dame 143 Illustration 105 Repr sentation sch matique en plan des axes de drainage et du bilan hydrologique du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly sur fond de carte de la topographie de Tincision messinienne d apr s Duvail et al 2001 146 Illustration 106 Bilan hydrologique des flux l chelle du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas Agly 5 148 Illustration 107 Interaction entre les aquiferes karstique et plio quaternaire synth se des r sultats en provenance des analyses hydrog ochimiques 149 Illustration 108 Coupe sch matique du flanc nord du synclinal du Bas Agly expliquant le fonct
244. s droites de m lange sont repr sent es par des courbes plus ou moins incurv es Les courbes bleues repr sentent les droites de m lange entre l eau de mer et les bornes extr mes du p le pertes Les courbes vertes repr sentent les droites de m lange entre les bornes extr mes du p le pertes et l eau de l tang mesur e en 1998 BRGM RP 52919 FR Rapport final 91 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Le diagramme de l illustration 60 permet de nouveau de montrer que la signature des eaux de Font Estramar volue fortement au cours des crues et tend vers celle du p le Roboul En p riode de basses eaux la signature des eaux de Font Estramar n est pas expliqu e comme le r sultat d un melange entre le p le pertes et l eau de mer courbes bleues l inverse si l on consid re les valeurs appauvries en bore de l tang on peut expliquer les signatures des eaux de Font Estramar mesur es lors des p riodes estivales Ce r sultat sugg re donc que la salinit des eaux des sources littorales du karst est li e Tinfiliration dans l hydrosyst me d eau de l tang de Salses Leucate Ces r sultats semblent donc corroborer ceux obtenus par l analyse hydrog ologique Un calcul de proportion de m lange indique que la source de Font Estramar est compos e au maximum de 10 d eau de l tang c Estimation de la profondeur de circulation des eaux l aide du geothermometre silice
245. s impulsionnelles v nementielle temp rature et pr v nementielle teneur en Cl somme 0 924 127 R ponses impulsionnelles du d bit de Font Estramar du flux v ne mentiel d termin par la temp rature et du flux pr v nementiel d termin par les teneurs en Cl 127 D composition des diff rentes composantes de l hydrogramme de Font Estramar 39 d eau d infiltration issue du r servoir peu min ralis e et 61 d eau profonde chaude et min ralis e de la zone noye e 128 Repr sentation conceptuelle du fonctionnement du syst me karstique 130 Sch ma du mod le th orique de simulation des changes hydrauliques entre le karst et le Plio Quaternaire Aunay 2003 132 Maillages utilis s lors des mod lisations modifi partir d Aunay 2003 132 Caract ristiques des simulations 2D et 3D FLEFLOVV et commentaires des r sultats modifi d apr s Aunay 2003 135 Exemple de simulation en 2D coupe repr sentation des vitesses d coulement dans les l ments discrets Aunay 2003 136 Localisation des points de pr l vement des campagnes spatiales 139 Liste des points d eau chantillonn s dans les formations plio quaternaires lors des campagnes spatiales 140 Listes des points d eau chantillonn s au sein du syst me karstique d Opoul et du Bas Agly lor
246. s moyens F de Fisher _ Pr gt F 1000 L Mod le 1 14158869 14158869 2057 0 0001 R sidus 24 165162 6882 500 Total 25 14324031 0 H H Analyse du mod le Type SS 0 2 4 6 8 10 SS Variable X1 Source DF Type I SS Zarr s moyen _ F de Fisher Pr gt F Variable X1 1 14158869 14158869 2057 0 0001 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes Probabilit 50001 Valeur Ecart type t de Student de l intervalle a de l intervalle correspondante 95 95 Variable X1 334 850047 7 3822 45 3591 0 0001 319 6139 350 0861 L quation du mod le est Y 271 646646349264 334 850046621711 X1 Analyse des r sidus Borne inf de Borne sup de Observations Poids Variable X1 Y Y mod le R sidus R sidus r duits la pr vision int la pr vision int de conf 95 de conf 95 1 1 5 21 1355 1472 9 117 9 1 5 1425 8 1520 0 2 1 2 96 699 719 5 20 5 0 3 665 0 774 0 3 1 3 45 866 883 6 17 6 0 2 832 5 934 7 4 1 5 35 1421 1519 8 98 8 1 2 1472 4 1567 2 5 1 5 55 1478 1586 8 108 8 1 3 1538 8 1634 7 6 1 5 03 1296 1412 6 116 6 1 4 1365 8 1459 5 7 1 1 366 232 185 8 46 2 0 6 115 9 255 6 8 1 4 26 1156 1154 8 1 2 0 0 1107 3 1202 3 9 1 4 85 1314 1352 4 38 4 0 5 1305 6 1399 1 10 1 1 275 218 155 3 62 7 0 8 84 4 226 2 11 1 1 203 208 131 2 76 8 0 9 59 5 202 9 12 1 2 83 553 676 0 123 0 1 5 620 4 731 5 13 1 3 86 1018 1020 9 2 9 0 0 971 9 1069 8 14 1 5 52 1488 1576 7 88 7 1 1 1528 8 1624 6 15 1 6 73 1953 1981 9 28 9 0 4
247. s tard Hubbert 1940 Cooper 1959 Glover 1959 et Henry 1964 d montrent que cette limite est en r alit une zone de transition li e l advection et la dispersion Ces mod les de fonctionnement ne sont applicables que dans le cas d une distribution homog ne des porosit s et des conductivit s hydrauliques Le milieu karstique est caract ris par son h t rog n it double porosit d origine cassante et chimique Le fonctionnement hydrodynamique du syst me est double diff rent dans les conduits et dans la matrice encaissante Cette dualit de l coulement influence l intrusion saline qui est perturb e par l coulement dans les conduits et peut avoir une distribution spatiale tr s diff rente Arfib 2001 L influence des conduits entraine une intrusion saline dans la matrice calcaire altitude plus lev e et plus avanc e dans les terres que celle pr vue par une relation du type Ghyben Herberg Calvache amp Pulido Bosch 1994 Wicks amp Herman 1995 D autres auteurs montrent que l eau douce et l eau sal e utilisent l une et l autre les fractures et conduits pour rejoindre pr f rentiellement la zone de m lange ou d quilibre des fluides de densit diff rente Stringfield amp Legrand 1971 Moore et al 1992 Howard amp Mullings 1996 Cependant dans la plupart des cas les conduits tr s perm ables engendrent une r partition tr s irr guli re de l eau douce Arfib 2001 Breznik 1973
248. sante Le synclinal est dissymetrique avec un faible pendage au nord et des pendages tr s forts au sud flanc redress Un doublement de s rie est probable au centre du synclinal sous couverture m sozo que et c nozo que Les plans de drainage se d veloppent a priori selon toutes les directions laissant penser l existence d un r seau de drainage de type anastomose n anmoins avec deux directions predominantes N45 75 et N105 135 Ces deux directions correspondent globalement aux deux directions d coulement souterrain mis en vidence par essai de tra age Les secteurs proposes pour des investigations compl mentaires et pour l implantation de forages de reconnaissance sont globalement situ s selon les axes de drainage pr suppos s vers les exutoires principaux et ou vers le Plio Quaternaire Le drainage entre ces deux aquif res peut tre r alis la faveur d accidents tectoniques mettant en connexion les deux aquif res Des incertitudes existent quant l interpr tation de la coupe transverse au niveau du synclinal du Bas Agly elles pourront tre lev es avec les r sultats des investigations compl mentaires et forages g ophysique de type sismique et panneau lectrique 2 2 CARACT RISATION DU FONCTIONNEMENT HYDROG OLOGIQUE 2 2 1 D termination du bilan hydrologique a Donn es bibliographiques et ant rieures Un essai de d limitation du bassin versant souterrain du syst me de Font Estramar et Font D
249. sation de la formule de Manning Strickler comme Kiraly amp Muller 1979 est galement valable Il est possible d utiliser la formule de Manning Strickler avec Ks compris entre 20 et 50 m s d pendant du coefficient de rugosit d autant plus grand que le tuyau est lisse Jeannin 1996 Afin de simplifier les comparaisons le coefficient de rugosite Ks a t choisi constant et gal a 25 m s BRGM RP 52919 FR Rapport final 133 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les solutions analytiques permettent d estimer le d bit total sortant et la charge hydraulique H au niveau du contact entre les deux blocs aquif res Plusieurs solutions analytiques permettant de r soudre ce syst me deux inconnues en fonction du type de r gime laminaire ou turbulent et de la dimension de l espace 2D ou 3D ont ete retenues Le milieu satur ainsi que non satur est galement consid r Ces quations ne sont pas d velopp es ici Les r sultats des solutions analytiques et des simulations num riques sont compar s c Principaux r sultats ill 96 La diff rence de charge hydraulique entre le milieu karstique et le milieu poreux a t fix e a 40 m H 40 m cette valeur correspondant aux donn es de pi zom trie observ es lors de crues Baixas 50 m NGF et dans la plaine du Roussillon 10 m NGF La prise en compte du milieu non satur et de Fepikarst au niveau du bloc karstique n
250. sidus Total 10 677713 0499 Analyse du mod le Type SS Source DF Variable X1 Type I SS Carr s moyens 1 135985 7888 135985 7888 9 541727 2610 60191 9179 Carr s moyens 1 135985 7888 135985 7888 F de Fisher 2 2592 F de Fisher 2 2592 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes Valeur Ecart type Constante 499 395015 112 5728 Variable X1 17 4393392 11 6025 L quation du mod le est Y 499 395014538187 17 4393392178986 X1 Analyse des r sidus Observation Poids Variable X1 2 4 7 98 11 37 9 31 3 23 7 92 6 54 2 48 24 85 2 88 1 49 O O1 R N x 20 Ae St Eck Statistique de Durbin Watson Dw 1 2069 Interpr tation des r sultats t de Student 4 4362 1 5031 Y 411 624 375 12 423 972 650 952 774 972 1097 28 684 304 308 969 12 771 912 433 08 Probabilit corresponda nte 0 0016 0 1671 Y mod le 541 2494 638 5609 697 6803 661 7553 555 7241 637 5146 613 4483 542 6446 932 7626 549 6203 525 3796 Pr gt F 0 1671 Pr gt F 0 1671 95 244 7374 8 8074 R sidus 129 6254 263 4409 273 7083 10 8033 219 2479 459 7654 70 5517 238 3366 36 3574 222 2917 92 2996 Choisissez d autres variables explicatives en remplacement de celles utilis es ici Borne inf de Borne sup de l intervalle l intervalle a 95 754 0526 43 6861 R sidus r duits 0 5569 1 1
251. solution Ainsi nous disposons de tous les l ments n cessaires pour calculer le d bit partir du principe de conservation de la masse Q debit du cours d eau en m s M C Concentration moyenne au cours du tra age kg m CT T Temps de passage du nuage de traceur s M Masse de traceur inject e kg Nous avons effectu deux mesures en p riode de d crue le 25 avril et le 14 mai 2002 Chaque mesure consistait en deux injections La masse de sel chlorure de sodium a t inject e la t te du ruisseau en aval de la convergence des mergences La conductivit lectrique a t mesur e en aval une distance de 50 m ill 1 La configuration du site ne permet pas une plus grande distance entre le point d injection et le point de mesure n anmoins la turbulence du ruisseau fait que 50 m est probablement largement suffisant pour obtenir un bon m lange de traceur La concentration totale en sels dissous dans l eau est proportionnelle pour les faibles concentrations la conductivit lectrique de l eau ill 2 La relation concentration conductivit eau de Cases de Pene plus sel du tra age a t tablie en laboratoire avec le m me conductivimetre de terrain et du m me sel Nous avons r utilis cette relation pour d autres jaugeages successifs Nous consid rons que l erreur introduite par cette approximation est n gligeable BRGM RP 52919 FR Rapport final 193 valuation
252. sources Fort de Salses 20 l s Fitou et Malpas 15 1 s la superficie du bassin d alimentation appara t n cessairement sup rieure 240 km L estimation de la superficie du bassin d alimentation par les calculs de bilan hydrologique est fortement limit e en raison entre autre de l incertitude sur la d termination de la pluie efficace Cette superficie sera affin e ult rieurement lors de la mod lisation globale des relations pluie d bit l aide de TEMPO cf 2 4 La comparaison de la surface de l impluvium des calcaires affleurants 165 km et de la superficie apparente du bassin d alimentation gt 240 km indique qu une grande part des coulements provient de l alimentation par les pertes qui se produisent sur les cours d eau de l Agly et du Verdouble Le bassin d alimentation du syst me karstique syst me binaire int gre donc les surfaces d alimentation contributives des pertes L estimation des d bits moyens des pertes sur la p riode 1997 2003 est de l ordre de 1 500 l s 810 l s pour les pertes de l Agly et 706 l s pour les pertes du Verdouble En p riode estivale les pertes de l Agly sont tr s nettement sup rieures celles du Verdouble cette diff rence est expliqu e par le soutien des debits de l Agly par le barrage de l Agly Le comportement d taill des pertes dans le fonctionnement hydrog ologique du syst me karstique sera abord ult rieurement cf 2 4 Les analyses corr latoire e
253. sources sont de type chlorur sodique Les eaux pr sentent une anomalie de temp rature de 2 2 5 C par rapport aux valeurs des temp ratures attendues pour les eaux souterraines de la r gion 15 5 C La source de Font Dame pr sente un fonctionnement different de celle de Font Estramar lors des p riodes de crues En effet la conductivit de l eau de la source de Font Dame appara t relativement stable lors des crues de faible importance Q 1 200 5 et augmente significativement lors des crues importantes Q gt 1 200 l s Pour expliquer cette r ponse il faut invoquer le processus d effet piston qui chasse une eau plus min ralis e du syst me lors des crues BRGM RP 52919 FR Rapport final 83 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 l inverse la conductivit et la temp rature de la source de Font Estramar voluent fortement lors des crues et galement au cours du cycle hydrologique La r ponse court terme lors des crues qui se traduit par une diminution parfois importante de la conductivit et de la temp rature des eaux est expliqu e par le processus de m lange avec des eaux peu min ralis es et globalement plus froides Un d calage temporel est observ entre la r ponse hydrologique et la r ponse g ochimique le pic de dilution se produisant g n ralement lors de la d crue L tude d taill e de l volution des param tres physico chimiques de la source au cours des
254. ssif pour vacuer les eaux Les formations du Plio Quaternaire au contact avec les calcaires dans la zone d mergence des sources jouent un r le important dans la dynamique des coulements du syst me karstique En effet les formations du Plio Quaternaire moins transmissives que le karst jouent le r le d un bouchon poreux et constituent un frein l coulement Les sources de Font Estramar et de Font Dame apparaissent ainsi comme des sources de trop plein pour le syst me karstique d Opoul et du synclinal du Bas Agly En p riode d tiage les niveaux d eau et les d bits du syst me karstique sont influenc s court terme par les effets de mar e maritime notamment proximit imm diate des sources de trop plein Font Dame et Font Estramar Les r sultats indiquent donc qu une connexion hydraulique existe entre le syst me karstique et l tang de Salses Leucate 74 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 2 3 CARACT RISATION DU FONCTIONNEMENT HYDROG OCHIMIQUE DU SYSTEME KARSTIQUE PAR LE SUIVI DE CRUE L approche hydrochimique est un compl ment indispensable aux tudes hydrog ologiques La notion de tra age naturel partir de l analyse chimique des eaux des aquif res et de sa variation tant dans le temps que dans l espace a d montr depuis plusieurs dizaines d ann es sa pertinence pour l tude des hydrosystemes complexes et en particulier les aquifer
255. stitu e de terrains non karstifiables qui concentrent Tinfiltration des eaux en un point perte Le drainage karstique souterrain du syst me est g n ralement tr s d velopp Le bassin du syst me correspondant comprend Pimpluvium karstique ainsi que le bassin versant draine par les pertes BRGM RP 52919 FR Rapport final 19 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Les Corbi res d Opoul et le synclinal du Bas Agly r sultent du charriage des nappes intervenant au cours de l Eoc ne Le paroxysme tectonique d ge bartonien Eocene sup rieur a eu pour cons quence de d placer d paisses formations calcaro marneuses ces formations ont t d coll es de leur substratum et d plac es du sud est vers le nord ouest lors de la phase de serrage de la zone axiale des Pyr n es zone interne m tamorphique Le Trias et le Jurassique inf rieur Lias inf rieur ont jou le r le de semelle de d collement Synclinal du Bas Agly massif karstique de Cases de Pene Le massif karstique de Cases de Pene d une superficie valu e environ 10 km est situ dans le flanc sud du synclinal du Bas Agly ill 1 il est constitu des formations carbonat es du Jurassique sup rieur au Cr tac inf rieur Ces formations carbonat es sont comprises entre deux niveaux pouvant tre consid r s comme imperm ables les marnes du Lias marneux et celles de l Albien Vers l est au niveau du col de Baixas les c
256. stramar BSS P102 10795X0028 13 1 P102 en retard 0 9572 Sce Font Estramar P104 10795X0030 13 1 P104 en retard 0 9578 Sce Font Estramar P107 10795X0033 2 1 P107 en retard 0 9397 Sce Font Estramar PRoboul 6 1 PRoboul en retard 0 9660 Sce Font Estramar PFD 10795X0050 10 1 Pi zo FD en retard 0 7693 Sce Font Estramar PBaixas P ne 18 1 PBaixas P ne en retard 0 7769 P102 10795X0028 Pi zo FD 10795X0050 3 1 P102 en retard 0 6981 Illustration 32 D calage temporel entre les diff rentes stations suivies pi zom tres et la source de Font Estramar exutoire de trop plein du syst me karstique ll faut galement consid rer la position des points d eau au niveau des flancs du synclinal du Bas Agly Le forage de Cases de P ne tout comme le piezometre de l aven de Baixas sont situ s sur le flanc sud du synclinal du Bas Agly Ce flanc sud plonge sous le contact avec les formations plio quaternaires les coulements sont frein s par les formations de plus faible perm abilit en direction d un pal o exutoire suppos Ce temps de r action important par rapport la r action de la source de Font Estramar d note un frein au flux d eau l extr mit du flanc sud du synclinal du Bas Agly Parmi les points situ s sur le flanc nord du synclinal du Bas Agly les piezometres du Roboul et le 107 r agissent avec un faible retard par rapport a de Font Estramar ce comportement peut tre li leur position sur
257. stribu e a t cal avec des d bits impos s alimentant le Plioc ne de l ordre de 90 I s en r gime permanent et avec 50 l s en p riode d tiage et 160 l s en p riode de hautes eaux lors des simulations en en r gime transitoire Ces d bits ne prennent pas en compte les flux existant au niveau de l tang de Salses Leucate Thomson 2002 quant lui estime 220 s les sorties occultes du syst me karstique lors de l interpr tation de la reconstitution des hydrogrammes de Font Estramar et de Font Dame Lorsque la capacit maximale d absorption du milieu poreux est atteinte la charge au niveau du contact karst milieu poreux est gale la charge hydraulique dans le karst Pour estimer les flux entre ces deux aquif res nous avons examin les r sultats des pi zom tres proches du contact karst milieu poreux afin de d terminer le gradient hydraulique Ensuite a partir de la section d aquif re poreux caract ris par le gradient hydaulique la loi de Darcy est appliqu e afin d obtenir un flux maximum de recharge du milieu poreux en r gime permanent L aquifere du Roussillon dans sa globalit atteint sa capacit maximale d absorption au niveau des contacts karst milieu poreux consid rant les trois points ci dessous L ensemble du karst des Corbi res pr sente d une part une fracturation tr s prononc e li e aux diff rentes phases tectoniques et d autre part une karstification bien d velopp e D apr
258. structure synclinale pour les s ries m sozo ques synclinal du Bas Agly ce synclinal est respectivement chevauche au sud et chevauchant au nord sur une semelle triasique Coupes pr existantes de calage profils sismiques et 2 carte g ologique Coupe de calage pr liminaire KS ye A E re j M T TA aS EE EE A Ae i i Cave de Jau lt Illustration 3 Localisation des coupes pr existantes des profils sismiques et de la coupe interpr tative partir de ces donn es une coupe interpr tative g ologique SE NO a t r alis e entre Vingrau et Bompas ill 4 L int r t de cette coupe est li a la prise en compte des nouvelles observations g ologiques et structurales et interpr tations r centes sur le secteur Le style tectonique de la coupe a t d duit des observations de terrain failles en dos de dauphins relev es proximit des carri res de Montpins et de Nar da situ es sur le flanc nord du synclinal de l interpr tation des photos a riennes et de l interpr tation des profils sismiques Le style tectonique du flanc nord du synclinal n est pas consid r au niveau de la coupe comme tant un pli de grande envergure mais il est de style cassant tangentiel 24 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 L Agly NO Vingrau Rivesaltes SE Couverture C
259. t me karstique d Opoul et du synclinal du Bas Agly sont les suivantes cf ill 11 au nord est les fen tres tectoniques sur le Trias au nord et nord ouest la limite a t tablie sur le contact des calcaires avec le Lias marneux l ouest les calcaires affleurant autour de Paziols sont isol s hydrauliquement par des failles les mettant en contact avec les marnes aptiennes le front de chevauchement et le trac du Verdouble marquent une limite nord au bassin au sud le flanc sud du synclinal du Bas Agly est en contact avec les marnes du Lias BRGM RP 52919 FR Rapport final 147 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 et au sud est le karst s enfonce sous les mat riaux plio quaternaires du bassin du Roussillon en outre la formation carbonat e est cisaill e et abaiss e par le jeu de la faille de Prades L estimation des d bits moyens des pertes sur la p riode 1997 2003 est de l ordre de 1 500 l s 810 l s pour les pertes de l Agly et 706 l s pour les pertes du Verdouble En p riode estivale les pertes de l Agly sont tr s nettement sup rieures celles du Verdouble cette diff rence est expliqu e par le soutien des d bits de l Agly par le barrage de l Agly Sur la base du bilan d entr e d bit moyen des pertes 1 500 s et de la pluie efficace sur Pimpluvium des calcaires affleurants 1 500 1 s on montre qu une part significative d eau 500 l s ne contrib
260. t me karstique d Opoul appara t bien drain e et bien connect e d un point de vue hydraulique a Pepikarst qui constitue le si ge de l infiltration des pluies et la zone d alimentation par les pertes Le transfert des impulsions lors des p riodes de crue s effectue de mani re rapide le pic de crue se produisant en moyenne 35 h apr s un pisode pluvieux Ce faible d phasage indique que les coulements se produisent dans un syst me en charge c est dire dans des conduits karstiques noy s La r ponse du syst me la pluie efficace se produit pendant une dur e de vingt jours environ dur e de la recharge pour la source de Font Dame contre quarante jours environ pour la source de Font Estramar L analyse long terme de lhydrogramme de Font Estramar montre que le syst me karstique a un comportement non homog ne vis a vis du stockage recharge et d charge des r serves en fonction des conditions hydroclimatiques Le syst me pr sente pour certaines p riodes une tendance destocker de l eau l chelle annuelle p riode 1994 1996 ou au contraire stocker de l eau p riode 1971 1982 Pour la p riode 1997 2003 l tude de la fonction de gain permet de mettre en vidence une modification des conditions d entr e notamment au niveau des pertes de l Agly La gestion du barrage de l Agly soutien des d bits de l Agly en tiage depuis 1996 a entra n une modification des conditions naturelles d alimentation
261. t s hydrauliques du syst me changent Ce changement de comportement peut traduire une modification des conditions d entr e alimentation plus importante par les pertes et galement des conditions de sortie des eaux Le comportement observe d note donc la participation d eau en provenance d un autre syst me Ce comportement est coh rent compte tenu de la nature binaire de ce syst me karstique apport par les pertes de l Agly et du Verdouble en plus de la recharge par les plules efficaces En p riode de crue les conditions de sortie des eaux apparaissent favorisees Ce r sultat a vraisemblablement deux origines d une part la capacit de stockage du karst tend vers son maximum et celui ci ne peut pas absorber plus d eau d autre part en p riode de crue le karst mis en charge utilise un r seau plus transmissif pour vacuer les eaux Les formations du Plio Quaternaire au contact avec les calcaires dans la zone d mergence des sources jouent un role important dans la dynamique des coulements du syst me karstique En effet les formations du Plio Quaternaire moins transmissives que le karst joue le r le d un bouchon poreux et constituent un frein l coulement Les sources de Font Estramar et de Font Dame apparaissent ainsi comme des sources de trop plein pour le syst me karstique d Opoul et du Bas Agly En p riode d tiage les niveaux d eau et les debits du syst me karstique sont influenc s court terme par les effets
262. t n d eau douces maris zlert rs wi seloyines lacusb es mild faits Cigoc rie d esu duuse 4275 g r manta 4 calcairas n Jm Tulbquas c4b3M riesux inarneax pdbuz d adisn inf rieur ct rnoyent rires ler c l lbiz g seuses el Ca sa ncs c4bi2C 4465 uz cuire e4h12C0 tercaletic s lequns contine talcs e4b142G local e gi seu edin Ypree en sup eur llerclen ir ter etir 5 0 1 selcalre marin sagal gia manea de hears P prudir ques eda Ypr sien Inf rieur 3sarnadler 3 calcalree le sustres dominant et limons luvietilee edama re ina esb Thanetler aup rlesr memea rouges Gong om ral i lache Dain in Ciosi 1 varres jeunes et se belre rif eta Tu code Go Sit cali ikes Zens dis ca Civil UE er cheng Ort ou quelle olu Turonic sommitn gr s delta ques carbe wates nftricure ct superisur i G2cC Tuuten Sommital c oa ez 1 cifaux Rudisles el ques Quite 4261 neyen sup r s r gres ct sa saires a Zasycladacecs 4262 Tiranisn mea sap eur c l si ss reife Hippurites 0 ux du Cardzu de a Foulsine Ssl e el du Bezi mnt rp rcitix indiennes nib Gone nanirn sipi wr salesires r cifaur Eren vi pc zoriz pyran
263. t observables sur un exutoire Ces variations sont mises en vidence partir de l ajustement d une loi Statistique liant des classes de d bit a leurs fr quences d apparition Nous avons dans un premier temps cherch caract riser le comportement hydraulique des deux principaux exutoires de trop plein du syst me karstique sources de Font Dame et Font Estramar en les tudiant s par ment afin de mettre en vidence des diff rences ventuelles de comportement Dans un second temps nous avons consid r le syst me dans sa globalit en tudiant les d bits cumul s de Font Dame et Font Estramar sur la p riode commune 1998 2003 Les r sultats ont t compar s ceux obtenus au niveau du pi zom tre 104 n BSS 10795X0030 afin de mieux contraindre les informations obtenues sur le fonctionnement du syst me a Source de Font Estramar La chronique des d bits journaliers analys e s tend sur la p riode 1971 2003 soit compte tenu des lacunes sur un total de 10 625 mesures En raison des lacunes 1982 1984 et 1996 1997 trois p riodes distinctes ont t tudi es chronique 1 1971 1982 4 038 valeurs chronique 2 1984 1996 4 197 valeurs chronique 3 1997 2003 2 900 valeurs 36 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Pour les p riodes consid r es les d bits journaliers moyens minimum et maximum mesur s sont respectivement
264. t spectrale ont n anmoins permis de mettre en vidence une modification des conditions d entr e apr s la mise en service du barrage notamment au niveau des pertes de l Agly L effet de la modification est essentiellement perceptible moyen terme 90 et 30 j La gestion du barrage de l Agly soutien des d bits de l Agly en tiage depuis 1996 a entrain une modification des conditions naturelles d alimentation du karst 72 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 D un point de vue hydrog ologique le soutien des d bits de l Agly par le barrage a une r percussion sur la recharge augmentation tr s vraisemblablement sur la charge hydraulique de Taquifere karstique et d une mani re plus g n rale sur le transfert d eau au sein du syst me karstique La r alisation de piezometres au niveau des zones des pertes permettrait de mieux comprendre la fonction d entr e que constituent les pertes de l Agly et du Verdouble dans le fonctionnement global du syst me karstique d Opoul et du synclinal du Bas Agly Les caracteristiques fonctionnelles et les reserves mobilisables du systeme karstique ont pu tre valu es Les donn es disponibles de la source de Font Estramar ont permis d tudier par ailleurs le comportement a long terme du syst me karstique plusieurs cycles hydrologiques La zone noyee du syst me karstique des Corbi res d Opoul et du synclinal du Bas
265. tairement lors des r cessions La s paration de lhydrogramme l aide des donn es de temp rature et de chlorure estim es l aide de la conductivit apporte des informations tr s pertinentes sur le fonctionnement du syst me karstique bien qu il s agisse de r sultats pr liminaires puisque la p riode d observation ne couvre que deux cycles hydrologiques Les r sultats obtenus ont permis de reexaminer Thydrogramme unitaire d termin par l analyse hydrologique On met en vidence que la composante v nementielle qui est caract ris e par l eau froide et peu min ralis e ne repr sente que 39 du d bit contribution similaire celle de la pluie efficace La composante pr v nementielle qui est caract ris e par l eau chaude et min ralis e contribue pour 61 l coulement valeur similaire celle d termin e pour les pertes Ces r sultats sugg rent que l eau absorb e par les pertes chemine en profondeur au sein du syst me karstique L volution a long terme des flux de chlorure qui se traduit dans un premier temps par une augmentation significative apr s les crues importantes des p riodes printani res puis dans un second temps par une diminution lente en fin d etiage apparait donc comme contr l e par l importance relative des deux composantes de l coulement c est dire les composantes superficielles froides issues de la recharge par les pr cipitations et profondes chaudes issues de
266. te par exemple pr sentent des rapports 87Sr 86Sr relativement lev s celles qui drainent des roches carbonat es ont des signatures plus faibles moins radiog niques Le strontium n est pas modifi par des processus tels que l vaporation ou la pr cipitation de min raux Sa composition isotopique refl te donc un terme source soit celui du strontium de l eau initiale soit celui d un min ral avec lequel elle a t en contact dissolution L illustration 56 pr sente l volution des rapports isotopiques Sr Sr du strontium des eaux echantillonnees en fonction des teneurs en strontium Ce type de representation permet de distinguer tr s nettement les differents types d eau Le p le marin caract ris par l eau de mer et ou l eau de l tang presente de fortes teneurs en strontium et des rapports Sr Sr lev gt 0 709 par rapport aux eaux chan tilonnees au sein du syst me karstique ou aux exutoires de Font Dame et Font Estramar L eau du p le Trias caract ris e l aide des signatures g ochimiques de la source de la Fouradade pr sente des teneurs lev es en strontium et des rapports 8 Sr Sr tr s faibles 0 7073 compatibles avec ceux de l eau de mer au Trias Veizer 1989 0 7095 P le Marin 0 7090 Eaux du karst d Opoul et du synclinal du bas Agly erfier 0 7080 0 7075 P le Trias 0 7070 Sr mmol l Font Estramar u Font Dame o Cases de Pene
267. tes de l Agly et du Verdouble Ces pertes contribuent hauteur de 40 60 aux d bits des exutoires sources de Font Estramar et Font Dame de mani re g n rale l chelle de la p riode observ e 1997 2003 Cette contribution peut tre plus importante en cours de p riode d etiage Le syst me est caract ris par un comportement hydraulique complexe variable dans le temps fonction du r gime hydrologique les exutoires actuels fonctionnent comme des exutoires de trop plein Les mises en charge du syst me sont relier la pr sence de formations du Plio Quaternaire bouchon hydraulique De plus le syst me est caract ris par l existence d un pikarst si ge de Tinfiltration des pluies bien connect la zone noyee qui est bien drain e et karstifiee au vu des dur es de recharge et de transfert des pluies Le syst me poss de un comportement non homog ne vis vis du stockage des eaux souterraines Le volume des r serves par d faut est estim quelques 25 millions de m La taille du r servoir souterrain est estim e 70 millions de m volume de r gulation Les relations entre les deux aquif res karstique et du Plio Quaternaire ont t mises en vidence par l interpr tation hydrog ochimique et par simulation sur un cas th orique Les flux entre les deux aquif res peuvent prendre place au niveau du flanc sud secteur de Rivesaltes avec quelques l s et au niveau du flanc nord secteur
268. tielle pendant 60 jours environ La r ponse du syst me karstique un pisode de pluie efficace se fait donc ressentir pendant 60 jours environ La r ponse impulsionnelle des pertes est bi modale Elle pr sente dans un premier temps une d croissance rapide les premiers jours jusqu 6j puis intervient majoritairement lorsque les d calages sont sup rieurs 60 jours La premi re partie de la r ponse voque une contribution par effet de transfert de pression tandis que la seconde partie traduit uniquement une alimentation Ce dernier point permet de souligner l importance de l alimentation par les pertes lors des p riodes de r cession Les temps de transit des deux composantes de l coulement calcul partir des r ponses impulsionnelles sont recharge par les pluies efficaces temps de transit moyen de l eau 15 jours alimentation par les pertes temps de transit moyen de l eau 105 jours l s agit d une borne inf rieure car la r ponse impulsionnelle ne peut tre calcul e au del de 250 jours car la fen tre d observation ne couvre que trois cycles hydrologiques Les r sultats precedents conduisent a r examiner l hydrogramme unitaire determine pour l ensemble du syst me ill 77 On met en vidence que la rupture dans Phydrogramme unitaire que l on observe autour de 60 jours est attribuer la fin de l influence majoritaire de la recharge par les pluies efficaces BRGM RP 52919 FR Rapp
269. tion hydrom trique de la DDAF confluent du Maury cet affluent coule presque enti rement sur les marnes impermeables de Albien mais a son entr e dans la plaine d Estagel il dispara t enti rement l tiage sans que l on puisse pr ciser s il s agit d un ph nom ne karstique ou d une infiltration dans les alluvions BRL 1970 Il ny a pas de station hydrom trique sur le Maury nous disposons seulement des valeurs de quelques jaugeages Le d bit du Maury a t estim partir du rapport d bit sp cifique du Maury debit sp cifique du Verdouble a Tautavel Maury 6 0 l s km2 au Mas Cumps Verdouble 9 9 l s km2 Tautavel Faillat 1972 pertes de l Agly dans le bief compris entre la cave coop rative d Estagel et le trou de la Past re confluence du Verdouble en amont de la confluence avec l Agly le Verdouble se perd en totalit Tetiage dans les calcaires du Jurassique Nous disposons des d bits journaliers du Verdouble Tautavel station hydrom trique de la DDAF station hydrometrique de la DDAF Mas de Jau BRGM RP 52919 FR Rapport final 65 Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 8906 06 U UOHESUONE 6661 584 NDI 14 002 000 001 1 S UUB S SPUOJ saluad s p s uoz s p enbiyde16o1pA y neasas np IAINS ap Suiod sap uoljisod Lp UOE1SN II UN R a eae Ne KT us K z E zr F A BRGM RP 52919 FR Rappo
270. tion 88 Illustration 89 Illustration 90 Illustration 91 Illustration 92 Illustration 93 Illustration 94 Illustration 95 Illustration 96 Illustration 97 Illustration 98 Illustration 99 Illustration 100 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Hypoth se 2 comparaison du d bit mod lis aux d bits mesur s QFont Dame QFont Estramar 90 de la variance totale expliqu e 120 volution temporelle des variables caract risant les composantes v nementielle et pre evenementielle de l coulement 122 Calcul de Phydrogramme unitaire normalise de la source de OME ESI aah ss ser a a a a a n s 123 Evolution du seuil de pluie efficace Omega et de la pluviomefrie 123 Comparaison du d bit modelise au d bit mesure a la source de Font Estramar cart type 825 l s 90 de la variance totale expliqu e KEEN 124 R ponse impulsionnelle d Om ga a la pluie et a 124 Reponse impulsionnelle de la composante venementielle et comparaison du flux mod lis au flux 126 R ponse impulsionnelle de la composante pr v nementielle et comparaison du flux modelise au flux mesure 126 Reconstruction de Phydrogramme unitaire partir d une combinaison lin aire des r ponse
271. tiques sont d pendantes des conditions d coulement elles sont les suivantes Type d coulement Equation o turbulent et dans fracture d ouverture gt 1cm Equation de Manning Strickler Str r r pg Equation de Hagen Poiseuille Q I1S 4a u avec Q debit L T m s r ouverture de la fracture ou rayon du conduit L m densit du fluide M L kg m a param tre de forme g acc l ration de la pesanteur L T m s gradient hydraulique S section du conduit ou de la fracture IL m u viscosit du fluide M L T kg m s Le param tre de forme a est egal a 2 dans le cas d une conduite circulaire a 2 65 dans le cas d une fracture dont la hauteur vaut 10 fois la largeur et a 3 dans le cas d une fracture de longueur infinie Wyllie amp Spangler 1952 Les conduites circulaires ne peuvent tre mod lis es qu en trois dimensions u 10 kg m s PS 10 p 1000 kg m H g 10 m s quation de Manning Strickler Q KR ge avec Q debit IL3 7 m s Ks coefficient de rugosit IL7 T m s Rh rayon hydraulique L m gradient hydraulique S section du conduit ou de la fracture IL m Ks est compris entre 10 et 20 m s pour un torrent a lit form de blocs et comprenant de petites cascades coulement libre Jeannin et Mar chal 1995 conseillent d utiliser la formule de Louis pour les ecoulements en charge mais ils admettent que l utili
272. ts de mar e maritime pic 24 h 00 et l effet barom trique pics 12 h 00 et 8 h 00 2 2 8 R le hydrog ologique des pertes de l Agly et du Verdouble a Contexte hydrographique et hydrog ologique L Agly se perd au sein des calcaires aptiens au passage du d fil d Estagel Cases de P ne Les tudes des pertes de l Agly r alis es conjointement de 1980 1986 par BRL et par la DDAF en vue de la mise en place d un barrage en amont sur l Agly avaient conduit les localiser exclusivement dans le bief compris entre la cave coop rative d Estagel et le trou de la Past re pr s du Mas de Jau zone des fuites de 3 km et les estimer au maximum un d bit de 1 m s DDA 1986 Les autres donn es disponibles concernent les estimations des d bits moyens des pertes calcul s entre 1995 et 1999 pour certains paliers de l chures du barrage de l Agly ill 39 DDAF 66 CB NB Agly 2000 Ces estimations indiquent que le d bit i Barrage de Cassagnes Caramany Ansignan tude des pertes de L Agly CNARBRL DDA Mai 1986 BRGM RP 52919 FR Rapport final 63 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 moyen des pertes de l Agly peut tre compris entre 0 3 et 1 5 m s selon l importance des d bits moyens de l Agly Plan zes D bits moyens de D bits moyens D bits moyens des l Agly Plan zes des pertes de pertes du Verdouble m s l Agly m s m s P riodes des l chers consid r
273. u pi zom trique est sup rieur a 7 m NGF le syst me evacue plus facilement les eaux en periode de crue Ce comportement traduirait la participation d eau en provenance d un autre syst me Signalons que la cote de 7 m NGF s observe lorsque les d bits de trop pleins Font Dame Font Estramar sont sup rieurs 2 500 l s En r sum l analyse des d bits class s des sources de trop pleins de Font Estramar et de Font Dame mettent en vidence un comportement hydrodynamique different du syst me karstique en p riode d etiage et en p riode de crue Lors des p riodes de crue le syst me karstique pris dans sa globalit devient moins inertiel et vacue plus facilement les eaux lorsque le d bit cumul est sup rieur 3 000 l s La rupture observ e indique que les propri t s hydrauliques du syst me changent Ce changement de comportement peut traduire une modification des conditions d entr e alimentation plus importante par les pertes et galement des conditions de sortie des eaux Le comportement observ d note la participation d eau en provenance d un autre syst me ce qui appara t coh rent compte tenu de la nature binaire de ce syst me karstique apport par les pertes de l Agly et du Verdouble Les conditions de sortie des eaux apparaissent galement favoris es et peuvent traduire une diminution de la capacit de stockage du milieu La pr sence des formations du Plio Quaternaire au contact avec les formations calcai
274. u syst me karstique Des estimations de bilans hydrog ologiques globaux permettent de souligner que la part assur e par les pertes est importante La part des pertes repr senterait pr s de 40 de l coulement des sources de trop plein Font Dame Font Estramar si l on Suppose que toute la pluie efficace pr cipit e sur Timpluvium des calcaires affleurants 166 km contribue l alimentation du d bit des sources de Font Dame et Font Estramar A l inverse la part des pertes repr senterait pres de 60 de l coulement si l on suppose que toutes les pertes contribuent l alimentation des sources de trop plein La contribution des pertes l coulement appara t donc importante comprise entre 40 et 60 et intervient tr s majoritairement lors des r cessions L hydrogramme unitaire du syst me karstique est complexe On montre que Le r gime d coulement est lin aire pour le syst me karstique pris dans sa globalit QFont Dame QFont Estramar Pour la source de Font Estramar prise s par ment il faut faire intervenir une composante non lin aire effet de chasse pour expliquer la r ponse hydrologique Le comportement du syst me karstique est peu inertiel la r ponse a Tinfiliration de la pluie efficace presente un pic marqu en moins de deux jours puis d croft rapidement jusqu ce que le d calage atteigne 20 jours environ et plus lentement pendant 60 jours environ Ce comportement voque la recharge pu
275. uation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 1600 1600 1400 1400 1200 1200 1000 1000 800 800 600 600 400 400 200 200 Flux export de chlorure Tonne Flux export de chlorure Tonne 1600 1600 1400 1400 1200 1200 1000 1000 800 800 600 600 400 400 200 200 Flux export de chlorure Tonne Flux export de chlorure Tonne 0 0 10 20 30 0 0 10 0 20 0 30 0 40 0 90 0 D bit a la fin du piston m3 s Flux de C a la fin du piston kg s Illustration 67 Evolution du flux de chlorure export la source de Font Estramar lors des phases pistons des crues en fonction du d bit initial et du flux initial en chlorure En r sum pour les crues de faible ampleur 7 m s g n r es par des pisodes pluvieux peu importants H lt 60 mm en 3 j le syst me karstique expulse dans la phase piston un volume d eau constant 0 28 millions de m et une quantit chlorure constante 572 106 t et ceci ind pendamment de l tat initial du syst me karstique d bit initial teneur en chlorure initiale de la source Pour les crues de plus grande ampleur 7 lt 28 m s g n r es par des pisodes pluvieux importants H gt 60 mm jusqu 200 mm en 3 jours le volume d eau expuls par piston est globalement 2 fois sup rieur 0 58 0 06 millions de m Les quantit s de chlorure export es apparaissent fonction des conditions initiales du syst
276. ue le volume coul est de 420 9 millions de m Font Dame Font Estramar pour la p riode du 01 10 1998 au 30 09 2003 d bit moyen 2 565 l s mini 1 276 l s maxi 31 337 s m diane 2 039 l s Les lames d eau pr cipitees sur le bassin d alimentation en consid rant les stations pluviom triques de P rillos 410 m NGF de Tautavel 200 m NGF et de Fitou littoral 1 m NGF sont respectivement de 4 591 2 906 et 3 537 mm pour la p riode consid r e cinq cycles hydrologiques cf ill 12 Sur la p riode du 01 10 1998 au 30 09 2003 les pluies efficaces moyennes calcul es l aide des donn es d evapotranspiration potentielle ETP Penman de la station M t o France de Perpignan q 1 vol 1 BRGM RP 52918 FR sont comprises entre 212 et 354 mm ill 12 32 BRGM RP 52919 FR Rapport final Evaluation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 LA AJ Y Seg np lpurou s np jnodo p enbijsuey ul s S np sjueinayye S81I29 29 sap s soddns sajiwiy LL UONEASN d iv Sp np IGuDI e aua ap sase SUP JNaLJE SHEED agsoddns UONBJUSULIIE D ay np IBUIQUAS aj ap y podo p anbijs Ex autajsAs np saasoddns sanbibopoahoipAy sayu G66L 0SUOIY 2789UE 7 JEWEISaU04 ap UI2113 N0S jJUES Ian UISSeq NP Sayur s l nun sas nus 33 BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res
277. ue pas l alimentation des sources du littoral Font Dame et Font Estramar Q 2 500 l s sur la p riode consid r e 1998 2003 Un d bit moyen de 500 5 environ chappe donc au trop plein de Font Dame et Font Estramar En consid rant les d bits des autres sources du syst me Fort de Salses 10 a 20 l s source du Lavoir de Salses 10 a 20 l s Fitou et Malpas 15 l s source temporaire de Cases de P ne de l ordre de 100 l s le flux d eau qui alimente les formations du Plio quaternaire est au minimum de 350 l s II s agit en effet d une estimation par d faut car dans ce calcul de bilan d entr e la contribution de l eau sal e en provenance de l tang qui alimente les sources de Font Dame et de Font Estramar n est pas pris en compte En consid rant la contribution de l eau sal e 10 pour Font Estramar et 5 pour Font Dame on estime que la contribution moyenne de l eau sal e au syst me karstique est de 210 l s Ce dernier r sultat permet d affiner l estimation des debits de fuite vers les formations du Plio quaternaire Le flux d eau qui alimente ces formations serait de l ordre de 560 l s Sur la base de ces r sultats nouveaux la surface du bassin d alimentation du syst me karstique d Opoul et du Bas Agly est donc valu e a 300 km ill 106 Entr es Borges 0 Autres sources Salses 60 Baixas du Plio quaternaire 3210 3000 Illustration 106
278. ume 2 Liste des illustrations Illustration 1 Illustration 2 Illustration 3 Illustration 4 Illustration 5 Illustration 6 Illustration 7 Illustration 8 Illustration 9 Illustration 10 Illustration 11 Illustration 12 Illustration 13 Illustration 14 Illustration 15 Illustration 16 Illustration 17 Illustration 18 Illustration 19 Extrait de la synthese cartographique a 1 100 000 du massif des Corbi res d apr s Aunay et al 2004 2222 21 L gende de la carte num rique g ologique des Corbi res Aunay et al QO AL n ma aaa de aout 22 Localisation des coupes pr existantes des profils sismiques et de la COUDE IN T AUVE SLR RS nt nat EL t niet 24 Coupe g ologique interpr tative cf localisation ill 3 entre Vingrau et Bompas au niveau du synclinal du Bas Agly Du Cou dic et Le Strat 2 013 lt x 0 50 t m 25 Identification des principaux accidents a partir de la photo interpretation 25 Epaisseur des formations repr sent es sur la coupe de Rivesaltes 26 Localisation des forages mentionn s 27 Localisation des trois secteurs de prospection pour implantation de forages de reconnaissance au niveau du synclinal du Bas Agly 29 Histogramme des directions des plans de drainage Duriez 2002 357 donn es exprim es au total repr sentation selon l azimut des p
279. ustration 91 R ponses impulsionnelles du d bit de Font Estramar du flux v nementiel d termin par la temperature et du flux pre evenementiel d termin par les teneurs en Cl Les poids des deux composantes v nementielle et pr v nementielle sont respectivement de 39 recharge par la pluie efficace et 61 composante profonde chaude et min ralis e Ces poids repr sentent la contribution moyenne des deux modes de transfert Ils montrent que l essentiel du d bit de la source de Font Estramar 61 r sulte de la contribution profonde du syst me l eau d infiltration issue de la BRGM RP 52919 FR Rapport final 127 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 vidange du r servoir froid et peu min ralis e ne repr sentant que 39 du d bit ill 92 25000 20000 15000 10000 5000 q LR di Y wh 01 12 2001 20 05 2002 06 11 2002 25 04 2003 12 10 2003 D bit de Font Estramar Composante froide et peu min ralis e Composante profonde chaude et min ralis e Illustration 92 D composition des diff rentes composantes de l hydrogramme de Font Estramar 39 d eau d infiltration issue du r servoir peu min ralis e et 61 d eau profonde chaude et min ralis e de la zone noy e Les temps de transit des deux composantes de l coulement calcul s partir des hydrogrammes unitaires sont composante v nementielle temps de transit
280. vache M L Pulido Bosh A 1994 Modelling the effects of salt water intrusion dynamics for a coastal karstified block connected to a detrical aquifer Groundwater vol 32 n 5 p 767 777 Chabart M 1996 La recharge de Taquifere multicouche du Roussillon et les cons quences d un ventuel changement climatique sur la gestion de la ressource en eau Pyr n es Orientales 1 vol 160 p 132 fig 59 tabl Document BRGM n 257 Combes P Ledoux E 1990 Hydrog ologie de l tang de Saint Paul Exp rience de mise en charge de la source du Moulin Rapport ARMINE 19 p Cooper H H 1959 A hypothesis concerning the dynamic balance of freshwater and saltwater in a coastal aquifer J Geophys Res 64 p 461 467 Cotecchia V 1997 Karstic coastal aquifers chap 5 In Seawater intrusion in coastal aquifers guidelines for study monitoring and control Food and agriculture organization of the United Nations Rome Water Reports 11 p 57 66 Courtois N avec la collaboration de Bakalowicz M Cubizolles E D rfliger N Izac J L Ladouche B 2003 Corbi res Evaluation de la ressource en eau BRGM RP 52919 FR Rapport final 159 valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 souterraine des Corbi res karstiques Essai de tra age des pertes du Verdouble Rapport BRGM RP 52211 FR 82 p 25 fig D rfliger N Ladouche B Le Strat P avec la collaboration de B Aunay J Cubizol
281. variables s lectionn es BRGM RP 52919 FR Rapport final valuation des ressources en eau des Corbi res Volume 2 Variables qualitatives Aucune Moyenne Ecart type Min Max Y 0 65630618 0 44793957 0 128592 1 67976 Variable X1 7 31363636 6 68677542 1 49 24 85 Variable X2 1 41072727 0 77664665 0 708 3 63 Coefficient de corr lation r 0 9784 Coefficient de d termination r 0 9573 Coefficient de d termination ajust 0 9466 Evaluation de la valeur de l information apport e par les variables HO Y Moy Y Somme des Carr s Degr s de lib F de Fisher Pr gt F carr s moyens Mod le 2 1 9208 0 9604 89 6824 0 0001 R sidus 8 0 0857 0 0107 Total 10 2 0065 Analyse du mod le Type SS Carr s Source DF Type SS F de Fisher Pr gt F moyens Variable X1 1 1 8906 1 8906 176 5403 0 0001 Variable X2 1 0 0302 0 0302 2 8246 0 1313 Param tres de la r gression et statistiques correspondantes Probabilite Borne inf de Borne sup de Valeur Ecart type corresponda l intervalle a l intervalle nte 95 95 Constante 0 09277003 0 0707 1 3127 0 2257 0 0702 0 2557 Variable X1 0 06297541 0 0050 12 4862 0 0001 0 0513 0 0746 Variable X2 0 07298142 0 0434 1 6807 0 1313 0 0272 0 1731 L quation du mod le est Y 9 27700311504859E 02 6 29754121478019E 02 X1 7 29814248004891E 02 X2 Analyse des r sidus Borne inf Borne sup R sidus de la de la Observation Poids Variable X1 Y Y mod le R
282. xpuls par piston est globalement 2 fois sup rieur 0 58 0 06 millions de m Contrairement aux faibles crues les quantit s de chlorure export es sont fonction des conditions initiales du syst me et d pendent notamment des teneurs en chlorure de la source avant la crue Plus les teneurs sont lev es plus les flux de chlorure export s sont importants Le second effet de seuil concerne le flux de chlorure export au cours des phases de dilution re concentration Trois types d volution sont constat s pour le flux de chlorure entre le d but et la fin de crue stabilit groupe S diminution groupe D et augmentation groupe A Le passage d un tat l autre est complexe et est fonction de l importance relative de chacun des param tres contr lant le syst me pluie cumul e sur trois jours d bits de d but et fin de piston volume pistonn et teneurs en chlorure de la source avant la crue Dans l tat actuel des connaissances il n est pas encore possible de faire la pond ration pour chaque groupe L volution a long terme des flux de chlorure qui se traduit dans un premier temps une augmentation significative apr s les crues importantes des p riodes printani res puis dans un second temps par une l g re diminution en fin d etiage sugg re que le comportement global du syst me karstique est contr l par l importance relative des deux composantes de l coulement c est dire aux c
283. z str ect 682 691 26 20 00 71 693 2000000 878020 VGE 99 tt 6 20 90 600 ee r 81 g z sve 8 12 861 eot 6021 zst 66 20 00 61 893 l Te 019001 Er y9 iz giz ese s zic 604 Set 191 vez 20 00 21 253 y fee OL ZYE E Z0 19 eve ez vien 292 92 ey 606 17 987 LAL Sy 0 70 1 eens 10 2 9 4 480 962 8 0 sr y z 92 9911 792 962 899 28 iyl 9 LAL PLZ 20 70 60 juo 200000 0 69180 0 766 6 9 I 2 sSro eso 9001 19 gl ge zez ive 69 eti bec ALL 9967 Szt 9921 20 90 90 093 800000 0 8 780 0 TS ee 6 t Oli ere veo v9 zz 62 9621 092 zz 6 zol yol eos 62 69 20 00 20 63 200000 01 9780 0 268 eer OF t 211 6 820 99 06 ly 82 71 sve 61 198 Il 091 sss 281 94 20 00 20 873 ri iv 89 962 ge 12 ose 818 901 est ses 87 297 20 60 61 08 10 6018 1 T L 680802 sio zz sco ge 998 eve sr 902 set sre Ver 9 20 00 11 923 800000 0 18280 0 O ly 89 8 i gt ez oj ert tirof z 66 2 669 sez yl ve 19 ect 962 64 87 20 00 60 723 800000 0 9 80 0 666 9 9 v l 21 696 610 z c c ve sser sve vo esc 226 eyl 129 621 192 20 20 0212 8

Évaluation des ressources en eau des Corbières - Infoterre

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