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Hydrologie Urbaine

Les concepts fondamentaux de l’hydrologie urbaine

Hydrologie urbaine: s’intéresse à l’étude du cucle hydrologique et de ses relations avec les différentes activités humaines en zones urbaines.

Etudier la relations entre: la gestion des eaux de surface (rivières) et souterraines (nappes) et l'aménagement de l'espace urbain.

Permet le traitement de 2 volets :

Quantité (pluie, ruissellement, inondation)
Qualité (transfert des polluants par temps de pluie)

Domaine Multi-disciplinaire:

Géostatistique, Cartographie, Hydraulique, Biologie, Génie civil et urbain, Aménagement et urbanisme ;….

Objectifs:

Comprendre le cycle hydrologique dans la ville;apprendre à le modéliser ; connaitre l’effet de l’urbanisation,outils…etc.;
Évaluer des débits de pointe en eau usée(EU)et eau pluviale (EP);
Concevoir et dimensionner un réseau d’assainissement( collecteurs et ouvrages de traitement);
Diagnostique un réseau d’assainissement existant;
Savoirproposerdessolutionsalternativesàdesproblèmesd’inondationenmilieuurbain.

Effet de l’urbanisation sur le cycle de l’eau

La ville substitue les superficies perméables par des zones imperméables

Augmente le volume et la vitesse des crues;
Augmente la fréquence et la gravité des inondations.
L’eau circule rapidement dans les collecteurs induisant leur saturation.
Diminution de l’infiltration naturelle:
Le débit de pointe augmente de deux à cinq fois.
Réduction de l’évaporation;
Réduction du temps de concentration.
L’artificialisation des rivières urbaines;
La pollution des milieux récepteurs

Pollution des eaux pluviales

La pollution de l'eau est une altération ponctuelle ou chronique qui rend son utilisation difficile et dangereuse et/ou perturbe l'écosystème aquatique.

Pollution physique
Pollution biologique
Pollution chimique

Rejets urbains :toutes les eaux qui,tombant sur un bassin versant urbanisé,rejoignent le milieu récepteur :eaux de pluie,eaux de ruissellement,rejet s à l'exutoire des réseaux d’assainissement(réseaux unitaires ou séparatifs).

Pollution des eaux pluviales

La pollution des eaux pluviales résulte d’un certain nombre de phénomènes à savoir:

Le passage dans l’atmosphère (20 à 30% des hydrocarbures et 70% des métaux lourds).

Le lessivage des sols(automobiles,déchets de consommation,déjections animales,débris végétaux et érosion)

Le transport dans les réseaux,avec deux phénomènes:Dans les réseaux pluviaux remise en suspension des matières sédimentées,

Dans les réseaux unitaires avec remise en suspension au cours d’un épisode pluvieux(sur dimensionnement).Les inversions de branchements.

Évolution de la pollution en fonction de la nature de la pluie:

Les pluies se caractérisent à l'aide de trois facteurs:intensité,durée,fréquence( période de retour).

Pluie faible = fraction organique plus importante

pluie forte=forte charge en MES avec fraction minérale importante.

Conséquence des rejets:

Impact volumique imperméabilisation importante et transport rapide.

Impact qualitatif :charge organique importante,micro polluants (métaux,hydrocarbures), consommation de l'oxygène, accumulation de toxiques.

Les bassins versants urbains

Les limites du BV urbain correspondent aux limites de la surface bâtie et raccordée au réseau d’assainissement.

Le découpage de l’agglomération obéit à 2 règles:

Les points du réseau où l’on effectue les calculs de débit de pointe d’eaux pluviales sont les exutoires des BV;
Les limites latérales des BV correspondent aux limites des surfaces bâties effectivement raccordés au réseau

Groupement en série

Les bassins B1 et B2 sont en série .Le bassin équivalent B12 =B1+B2.

L’observateur au point Bc verra l’hydrogramme du B1se forme avec un décalage dans le temps correspondant au temps de parcours Ac Bc ,et avec un amortissement dû à la perte de charge le long du parcours Ac Bc

Groupement en parallèle

Les bassins B12 et B34 sont en parallèle. Le bassin équivalent B14= B12+ B34. Leurs hydrogrammes se combinent au noeud C après décalage et amortissement. L’hydrogramme résultant est ensuite transféré au point Cc, où il se combine avec l’hydrogramme du bassin B5.

L’hydrogramme du bassin équivalent : B15 = (B12 // B34) + B5 donnant le débit de pointe Qp15 permettant de dimensionner le tronçon CF.