Station limnimétrique sur l’Albertibach près de la Lochalp, Davos
Contexte
L’unité de recherche Hydrologie des montagnes et torrents du WSL étudie les processus hydrologiques qui concernent différents torrents de montagnes jusqu’à des bassins versants entiers. En haute montagne, la neige joue un rôle important de réservoir intermédiaire des précipitations hivernales, qui ne sont libérées à nouveau que lors de la fonte des neiges au printemps. La dynamique d’écoulement de ces réseaux est essentielle dans l’évaluation des crues des laves torrentielles et des matériaux transportés par les torrents. Le groupe Hydrologie de la neige étudie plus particulièrement la dynamique du régime des eaux et des écoulements d’eau à partir de bassins versants alpins – surtout sous l’angle des risques d’inondations pendant la fonte des neiges au printemps, mais également en fonction de l’énergie hydraulique dans le cadre des changements climatiques.
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Albertibach canalisé pour la mesure du niveau de l’eau
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Site expérimental
L’Albertibach au-dessus de Davos Platz est un torrent de montagne typique qui constitue un danger potentiel pour l’utilisation de l’espace de la zone habitée située en aval. Pour palier ce risque, de nombreux travaux coûteux d’infrastructure ont déjà été effectués dans le lit de l’Albertitobel en dessous de la limite de boisement. En raison de son infrastructure et de la proximité de l’institut de recherche SLF, l’Albertibach convient tout particulièrement pour des études scientifiques dont les résultats peuvent être appliqués dans la mise en oeuvre de mesures de prévention des dangers naturels.
Mesures de débit
Des mesures continues des écoulements d’eau sont généralement effectuées de manière indirecte par des relevés de niveau; c’est également le cas pour l’Albertibach. Des relevés manuels de l’écoulement à différents niveaux permettent de convertir par la suite les données de niveau en débit. Etant donné que les sections transversales des torrents de montagne varient fréquemment en fonction du volume de matériaux transportés, la méthode de mesure indirecte citée ci-avant est toutefois un peu imprécise. C’est la raison pour laquelle la section transversale de l’Albertibach directement au niveau de la station limnimétrique a été fixée par une construction adaptée (voir photo). Le niveau est, d’une part, déterminé par le haut au moyen de mesure par ultrasons et, d’autre part, par une sonde de pression placée dans le canal de mesure. La station limnimétrique complète les analyses approfondies permanentes du manteau neigeux dans la région du Wannengrat.
Station limnimétrique en aval du bassin versant de Wannengrat et au-dessus de la zone habitée de Davos-Platz
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Mesures de neige utilisant des techniques de télédétection
En plus de stations météorologiques automatiques et de nombreux relevés manuels, la répartition spatio-temporelle de la neige est également déterminée au moyen d’un scanner à laser. Le scanner est positionné à divers emplacements dans le bassin versant et peut ainsi cartographier la surface de la neige avec une précision d'environ 5 cm. Lors de la fonte printanière, des campagnes hebdomadaires de mesures au laser sont effectuées. Cela permet de suivre de près l'évolution de la couverture neigeuse.
Un nouveau scanner optique (Leica ADS80) a également été testé au site de Wannengrat. L’appareil a survolé le site dans un petit avion. Grâce à des mesures consécutives sous des angles différents, nous avons déterminé la distribution de la neige sur de grandes superficies et avec une résolution spatiale élevée. Le SLF a par ailleurs verifié les épaisseurs de neige mesurées avec le Leica ADS80 à l'aide de mesures manuelles sur le terrain et avec les données du scanner laser. Les données de l'ADS80 sont utilisées pour initialiser des modèles de grands bassins fluviaux et ainsi d'améliorer leurs prévisions.
Résultats des simulations
Nous avons développé un nouveau modèle stochastique de la couverture neigeuse avec les résultats des mesures laser et de l'ADS80. Il s'agit de reproduire la répartition de la neige au cours d'un hiver à partir des données de plusieurs stations météorologiques. Avec ces modèles, nous pouvons également calculer les eaux de fonte issues de bassins versants entiers. Ainsi, les données qui sont mesurées à Albertibach permettront, à terme, de développer des modèles pouvant être utilisés dans la prévention du risque opérationnel.
