Contribution of 3D coupled hydrodynamic-ecological modeling to assess the representativeness of a sampling protocol for lake water quality assessment
Résumé
This study deals with the impact of spatio-temporal heterogeneities on the assessment of lake ecological status according to the European water framework directive (WFD). A method, based on three-dimensional coupled hydrodynamic and ecological modeling, is presented to assess the variability of lake ecological status, and to locate the most representative sampling station of Lake Geneva (France/Switzerland). Five variables used in the lake ecological status evaluation were simulated by using the free software Delft3D. The numerical simulation results showed that the simulated ecological status based on chlorophyll a and total phosphorus concentrations measured at the regulatory monitoring station depend on the choice of the sampling date. Results also indicated a strong spatial heterogeneity in ecological status that varies from “poor” to “good” along an East-West gradient. Finally, the numerical simulation results showed that the most representative point of a mean theoretical ecological quality for Lake Geneva would be located in the center of the upper basin, close to the historical sampling station.
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Cette étude traite de l'impact des hétérogénéités spatio-temporelles sur l'évaluation de l'état écologique des lacs conformément à la directive-cadre européenne sur l'eau (DCE). Une méthode, basée sur la modélisation tridimensionnelle couplée hydrodynamique et écologique, est présentée pour évaluer la variabilité de l'état écologique et pour localiser la station d'échantillonnage la plus représentative du lac Léman. Cinq variables utilisées dans l'évaluation de l'état écologique ont été simulées en utilisant le logiciel libre Delft3D. Les résultats des simulations numériques ont montré que l'état écologique simulé basé sur les concentrations en chlorophylle a et en phosphore total mesurées à la station de suivi réglementaire dépend du choix de la date d'échantillonnage. Les résultats ont aussi indiqué des fortes hétérogénéités spatiales de l'état écologique allant de « médiocre » à « bon » le long d'un gradient est-ouest. Finalement, les résultats de simulations numériques ont montré que le point le plus représentatif d'un état écologique théorique moyen du lac Léman serait situé au centre du grand bassin, proche de la station d'échantillonnage historique.
Auteurs, date et publication :
Auteurs Frédéric Soulignac , Orlane Anneville , Damien Bouffard , Vincent Chanudet , Etienne Dambrine , Yann Guénand , Tristan Harmel , Bastiaan W Ibelings , Dominique Trevisan , Rob Uittenbogaard , Pierre-Alain Danis
Publication : Knowledge & Management of Aquatic Ecosystems
Date : 2025
Issue : 420
Pages : 42