Communication Dans Un Congrès Année : 2025

Joint trends in thermal and hydrological evolutions of rivers: implications for sustainable management of ecosystems and water resources in watersheds

Tendances conjointes des évolutions thermiques et hydrologiques des rivières : implications pour une gestion durable des écosystèmes et de la ressource en eau dans les bassins versants

Hervé Piégay

Résumé

Climate change has dramatically increased river temperatures and altered the spatiotemporal dynamics of flows, posing challenges for ecosystem functioning and water resources for anthropogenic uses. This communication proposes an overview of the results from several coupled hydrology-thermal-fish community modeling projects, analyses of observations in the Loire basin and outline future directions. Firstly, sensitivity of streams and rivers to atmospheric warming will be discussed according to thermal and hydrological regimes, their size, the cumulative impacts of reservoirs and shading. In a second step, the evolutions of the co-occurrences of high temperature and low flow will be presented over 57 years (1963-2019) and during the 21st century based on climate scenarios. These associations evolved heterogeneously across the basin, becoming more frequent in the southern basin in both winter and summer. Results on three emblematic migratory fish species will be presented in connection with the counts at fish monitoring stations located on the Loire River, Allier, Vienne and Creuse streams, and highlighting the differentiated role of hydro-climatic conditions. Thirdly, the communication will provide the main scientific obstacles, in particular on the prediction of spatio-temporal heterogeneities in the river temperature and the role of groundwater exchanges. The analysis of thermal infrared images on the Arroux and the Bourbince streams during a heatwave event (41°C) and severe low water in July 2019, will introduce the notions of thermal refuge of cooler water and the need to better locate and characterize them. The increase in the frequency of low flow and high temperature episodes could compromise water availability for human activities, such as drinking water production, irrigation and cooling of nuclear power plants. These results highlight the urgency of adopting more holistic local adaptation strategies (water uses, biogeochemistry, connectivities) to be able to meet the ecological and water resource availability challenges related to climate change.

Le changement climatique a fortement augmenté la température des rivières et a modifié la dynamique spatio-temporelle des débits, ce qui pose des défis pour le fonctionnement des écosystèmes et les ressources en eau pour des usages anthropiques. Cette communication se propose de faire le point sur les enseignements tirés de plusieurs travaux de modélisations couplées hydrologie-thermie-communautés piscicoles et d’analyses des observations dans le bassin de la Loire. Dans un premier temps la sensibilité différente des cours d’eau au réchauffement atmosphérique, sera discutée en fonction des régimes thermiques et hydrologiques, de la taille des cours d’eau, des impacts cumulés des retenues, de la végétalisation des berges. Dans un second temps, les évolutions des co-occurrences de température élevée et de faible débit, seront présentées sur les 57 années de suivis (1963-2019) et de scénarios pour la fin du XXIème siècle. Ces associations ont évolué de manière hétérogène à travers le bassin, devenant plus fréquentes dans le sud du bassin en hiver et en été. Des résultats sur 3 espèces de poissons migrateurs emblématiques seront présentés en lien avec les comptages réalisés sur la Loire, l’Allier, la Vienne et la Creuse, et soulignant le rôle différencié des évolutions hydro-climatiques. Dans un troisième temps, la communication donnera les principaux verrous scientifiques, notamment sur la prédiction des hétérogénéités spatio-temporelles de la température des cours d’eau et le rôle des apports d’eau souterraines. L’analyse des images infrarouge thermique sur l’Arroux et la Bourbince lors d’un évènement caniculaire (41°C) et d’étiage sévère de juillet 2019, permettra d’introduire les notions de refuge thermique d’eau plus fraiche et la nécessité de mieux les localiser et les caractériser. L’augmentation de la fréquence de ces épisodes de bas débit et de températures élevés pourrait compromettre la disponibilité en eau pour les activités humaines, telles que la production d’eau potable, l’irrigation et le refroidissement des centrales nucléaires. Ces résultats soulignent l'urgence d'adopter des stratégies d’adaptation locales, plus holistiques (usages, biogéochimie, connectivités) pour pouvoir relever les défis écologiques et de disponibilité des ressources en eau liés au climat.

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  • HAL Id : hal-05167697 , version 1

Citer

Florentina Moatar, Hanieh Seyedhashemi, Hilaire Drouineau, Elorri Arevalo, Frederic Hendrickx, et al.. Joint trends in thermal and hydrological evolutions of rivers: implications for sustainable management of ecosystems and water resources in watersheds. Conférence internationale I.S.Rivers 2025, Jun 2025, Lyon, France. ⟨hal-05167697⟩
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