SMIDDEST

Advantages of high frequency measurements of the water quality to the

understanding of climatic impact in estuarine environment.

Etcheber H., Castaing P., Chabaud G., Maneux E., Sautour B.,

Schmeltz M., Schmidt S., Sottolichio A.

UMR 5805 EPOC(Environnements et Paleo-environnements Océaniques)

CNRS/University Bordeaux1

Bordeaux

PK40

PK60

PK80

PK100

PK20

PK0

PK-70

Bordeaux

PK40

PK60

PK80

PK100

PK20

PK0

PK-70

Bordeaux

PK40

PK60

PK80

PK100

PK20

PK0

PK-70

Maximum Turbidity Zone (MTZ)

« Bouchon vaseux »4-5 Mt SPM

( > 1 g.L-1 in surface)

Salinity Gradient

The GIRONDE

EstuaryLower Estuary

Central Estuary

« fluvial »Estuary

Isle

Garonne

Dordogne Pessac

La Réole

Guîtres

0

35

0

« salinity 0 »

SMIDDEST

SOMLIT network(Service d’Observation

en Milieu Littoral)

Monthly data over 30 years.Biological , physical

and geochemical data.

SMIDDEST

Topical questions:

- What are the daily and seasonal cycles of the suspended particulate matter and dissolved oxygen contents?

- Is the Maximum Turbidity Zone moving upstream and getting larger?

- Is there a gradual annual deacrease of oxygen water contents around Bordeaux?

- Temperature

- Salinity

- Suspended matter content

- Dissolved oxygen content

- Measurements every 10 minutes (year: 2005)

SMIDDEST

Réservoir : de solution chlorée contre dépôts de biofilm.

Chambre de mesure : sondes sur un circuit d’eau en continu

Transmetteurs

Armoire électrique SEMC : Système

Electronique de Mesure et de Contrôle

SMIDDEST

SMIDDEST

Example of recorded data

SMIDDEST

Evolution of salinity (A), temperature (B), turbidity (C) and O2 saturation rate (D) as a function of the tide.

0,5

1

1,5

2

2,5

3

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

salinité

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

msalinité

données marégraphe

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

turbidité en NTU

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

m

turbidité

données marégraphe

22,1

22,2

22,3

22,4

22,5

22,6

22,7

22,8

22,9

23

23,1

23,2

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

température en °C

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

mtempérature

données marégraphe

50

55

60

65

70

75

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

taux de saturation en %

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

m% sat en oxygène

données marégraphe

A

B

C

D

SMIDDEST

15

16

17

18

19

20

21

T°C eau minfE T°C moy airT°C

Année

(De mai à novembre)

Temperature increase

Sep-1978

Sep-1980

Sep-1982

Sep-1984

Sep-1986

Sep-1988

Sep-1990

Sep-1992

Sep-1994

Sep-1996

Sep-1998

Sep-2000

Sep-2002

Sep-2004

0

5

10

15

20

25

Salinité (P

SU

)

F

K

E

F

E

K

PK 13,5

Salinity increases in the central estuaryfrom one year to the

other

SMIDDEST

Evolution of salinity (A), temperature (B), turbidity (C) and O2 saturation rate (D) as a function of the tide.

0,5

1

1,5

2

2,5

3

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

salinité

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

msalinité

données marégraphe

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

turbidité en NTU

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

m

turbidité

données marégraphe

22,1

22,2

22,3

22,4

22,5

22,6

22,7

22,8

22,9

23

23,1

23,2

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

température en °C

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

mtempérature

données marégraphe

50

55

60

65

70

75

19:5820:5721:5722:5723:570:571:572:573:574:575:576:577:568:569:5610:5611:5612:5613:5614:5615:5616:5617:5518:5519:5520:5521:5522:5523:550:551:552:553:554:54

taux de saturation en %

-2

-1

0

1

2

3

4

5

données marégraphe en

m% sat en oxygène

données marégraphe

A

B

C

D

SMIDDEST

Coefficient de marée et turbidité à Bordeaux (01/07/2005-31/10/2005)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

01/0

7/20

05

07/0

7/20

05

13/0

7/20

05

19/0

7/20

05

25/0

7/20

05

31/0

7/20

05

06/0

8/20

05

12/0

8/20

05

18/0

8/20

05

24/0

8/20

05

30/0

8/20

05

05/0

9/20

05

11/0

9/20

05

17/0

9/20

05

23/0

9/20

05

29/0

9/20

05

05/1

0/20

05

11/1

0/20

05

17/1

0/20

05

23/1

0/20

05

29/1

0/20

05

Tu

rbid

ité

0

20

40

60

80

100

120

Co

effi

cien

t d

e m

arée

Turbidité Coefficient de marée

SMIDDEST

SMIDDEST

% sat. en oxygène fonction de la salinité (BM - t/2 - PM - t/2)Bordeaux (23 Juillet - 7 Août 2005)

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

% sat. en oxygène fonction de la salinité (toutes les valeurs)Bordeaux (23 Juillet - 7 Août 2005)

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 0.5 1 1.5 2

% sat. en oxygène fonction de la salinité (toutes les valeurs)Bordeaux (12 juillet - 25 juillet 2006)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 0.5 1 1.5 2

% sat. en oxygène fonction de la salinité (BM - MF - PM - MJ)Bordeaux (12 juillet - 25 juillet 2006)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

0 0.5 1 1.5 2

Pleine Mer

Pleine Mer

Basse MerBasse Mer

Pleine Mer

SMIDDEST

SMIDDEST

Libourne

70

75

80

85

90

95

100

0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15salinité

% de

saturation O2

Pleine mer

Basse mer

SMIDDEST

Effet sur la teneur en oxygène

Teneurs en oxygène

Ré-aération Minimale +Charge en MES Minimale -

Dilution des effluents domestiques

Dilution minimale - - -Ré-aération Maximale + +

Charge en MES Maximale - - -Dilution des effluents

domestiquesDilution moyenne - -

Ré-aération Minimale +Charge en MES Minimale -

Dilution des effluents domestiques

Dilution maximale -

50 à 60%Pleine Mer

Basse Mer

25 à 40% de saturation en oxygène : plus la

stagnation des eaux est longue plus basses

sont les teneurs

Facteurs et importance de leurs effets influençant la teneur en oxygène

Mi-Flot/Mi-Jusant

40 à 50% de saturation en oxygène : valeurs intermédiaire entre la pleine mer et la basse

mer.

Daily cycle of O2 saturation rate in the Maximum Turbidity Zone during the summer drought in Bordeaux.

SMIDDEST

Major factors influencing the decrease of oxygen content in water during summer-time:

- High water temperature

- Organic load of water

- Limited oscillations of waters due to the decrease of summer river discharge and the increase of marine intrusion.

Anguille jaune

Alose vraie adulte

Alose vraie juvénile

Truite de mer

Saumon atlantique adulte

Lamproie fluviatile juvénile

Lamproie fluviatile adulte

Lamproie marine juvénile

Lamproie marine adulte

Alose feinte juvénile

Alose feinte adulte

Saumon atlantique juvénile

Anguille civelle

Anguille argentée

DNOSAJJMAMFJ

Anguille jaune

Alose vraie adulte

Alose vraie juvénile

Truite de mer

Saumon atlantique adulte

Lamproie fluviatile juvénile

Lamproie fluviatile adulte

Lamproie marine juvénile

Lamproie marine adulte

Alose feinte juvénile

Alose feinte adulte

Saumon atlantique juvénile

Anguille civelle

Anguille argentée

DNOSAJJMAMFJ

Dévalaison

Montaison Période de crises d’anoxie fréquemment observées

Présente toute l ‘année dans l’estuaire

Période potentielle de crises d’anoxie

SMIDDEST

Oxygen saturation rate of the Garonne waters in Bordeaux during 2006 and 2007 Summers.

0

20

40

60

80

100

120

140

Libourne Portets Bordeaux

Nom

bres

de

jour

s

30%>NbJ>20% 40%>NbJ>30% 50%>NbJ>40% 60%>NbJ>50% NbJ>60%

A

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Libourne Portets Bordeaux

No

mb

res d

e j

ou

rs

50%>NbJ>40% 60%>NbJ>50% NbJ>60%

B

SMIDDEST

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

No

mb

res d

'heu

res

<20% 30%>X>20% 40%>X>30% 50%>X>40% 60%>X>50% >60%

C

Oxygen saturation rate of the Garonne waters in Bordeaux during 2006 summer.Dramatic consequences for alosa alevins.

SMIDDEST

Future evolution of Major Factors:

- Increase of water Temperature

- Increase of salinity

- Decrease of summer river discharge inducing stagnancy (or low oscillations) of waters (better use of fluvial water)

- Increase of the number of inhabitants inducing more water waste (better management of water waste treatment and inputs

SMIDDEST

Le nombre de jours entre juillet et octobre de chaque année depuis 1959 où le débit de la Garonne est <100m3/s

y = 0.8447x - 1658

R2 = 0.2241

-20

0

20

40

60

80

100

120

1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004

Déb

it (

m3/

s)

Nbr de jours <100m3/s Linéaire (Nbr de jours <100m3/s)

SMIDDEST

SMIDDEST

Future evolution : ETMOM MODEL (Estuarine Turbidity Maximum Oxygen Model) Bordeaux station

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

O2 in situ O2 modèle (2005-2006) vent à 2.5 m/sec

simulation envasement +2g/L simulation rechauffement+envasement

SMIDDEST

SMIDDEST

AXE 1

Caractérisation et rôle respectif des apports organiques

amont et locaux sur l’oxygénation des eaux de la Garonne estuarienne

AXE 2

Caractérisation et flux des contaminants organiques (classiques et émergents)

dans les eaux de la Garonne estuarienne

SMIDDEST

AXE 3

Etude des apports métalliques dans les eaux de la section garonnaise de l’estuaire de la Gironde

AXE 4

Approche de l’impact des conditions physico-chimiques affectant la masse d’eau estuarienne garonnaise

sur les cortèges biologiques

SMIDDEST

AXE 5

Synthèses des pressions et des impacts caractérisant les eaux de la

Garonne estuarienne. Recommandations de gestion.

... car pour la terre, le soleil, les vents, ils ne sont point sujets à être emprisonnés, ni

détournés, ni dérobés, tandis que cela peut arriver à l'eau, qui, pour de raison, a besoin que la loi vienne à son secours... L'eau est

la seule chose la plus nécessaire à l'entretien de la vie, mais il est aisé de la

corrompre« Les lois » Platon – IVe siècle avant Jésus-

Christ

« Eau, tu n’as ni couleur, ni arôme, on ne peut pas te définir, on te goûte sans te

connaître. Tu n’es pas nécessaire à la vie, tu es la vie. »

St Exupéry