Lieu historique national du Canada de la Voie-Navigable-Trent-Severn

Programme de gestion des eaux

Cycle opérationnel de gestion des eaux

Opérations printanières

La crue printanière est la période de l’année la plus problématique pour l’équipe de gestion des eaux, qui doit travailler à l’atteinte de deux objectifs difficiles et parfois divergents : emmagasiner le plus d’eau possible pour permettre la navigation le long du canal pendant l’été tout en s’efforçant de réduire ou d’éviter les débordements. Elle doit aussi assurer le maintien d’un niveau d’eau favorable au frai du doré jaune.

Les débordements sont des phénomènes naturels. En général, dans une année, ils ne posent pas vraiment de problème. Toutefois, au printemps, on assiste parfois à des débordements dans les zones inondables se trouvant le long du réseau. Chacune de ces zones est affectée par l’une ou l’autre des caractéristiques suivantes : des débits ou des niveaux de pointe incontrôlables, et des étranglements naturels en aval gênant le passage de l’eau à fort débit. Voici certaines des zones inondables en question :
  • En amont et en aval de l’écluse 7 (Glen Ross)
  • Passage de Percy et île Meyers
  • En amont des chutes Healey, autour du pont de la rivière Trent
  • En aval de l’écluse 18 (Hastings)
  • En aval de l’écluse 19 (Peterborough)
  • En amont du lac Cameron, dans le cour inférieur de la rivière Burnt
  • Lac Shadow, au nord de Coboconk
  • En aval du barrage Talbot, sur la rivière Talbot, dans la ville de Gamebridge
  • Rivière Holland et zone marécageuse à l’extrémité sud du lac Simcoe
  • En aval des barrages C, D et E, à Washago
  • Lac St. John
  • Rivière Black, en amont et en aval des ponts de la route 169
  • Lac Sparrow, entre Hydro Glen et Wasdell Falls
  • En aval de la centrale de Big Chute (en amont de Little Chute, plus particulièrement dans le chenal Six Mile, en aval du barrage Six Mile)
  • Lac Six Mile
Chaque bassin hydrographique possède ses propres paramètres de gestion, fondés sur des caractéristiques uniques. Ces paramètres sont présentés dans les paragraphes suivants.

Les lacs réservoirs

Des mesures de l’enneigement sont effectuées pendant l’hiver afin de mieux prévoir le ruissellement printanier. À l’arrivée du printemps, lorsque le niveau d’eau des lacs réservoirs se met à monter, des poutrelles d’arrêt sont placées dans les barrages. En général, la quantité d’eau d’arrivée est plus importante qu’il ne faut pour remplir les lacs, et on laisse s’écouler une partie du surplus. Si l’on prévoit une faible crue, il se peut que l’on doive commencer à emmagasiner l’eau plus tôt pour remplir les lacs. La gestion des eaux dans les lacs réservoirs est résumée à l’annexe 1.

Lorsque les lacs sont presque à pleine capacité, on vérifie les données sur l’enneigement ainsi que toutes les sources d’information disponibles pour déterminer si un important volume d’eau reste à venir. Si seulement une petite quantité d’eau est prévue, on remplira les lacs à pleine capacité pour l’été. Si, au contraire, une grande quantité d’eau est attendue, on laissera l’eau des lacs s’écouler plus librement. Si le débit entrant est élevé, on risque fort d’enlever à nouveau les poutrelles d’arrêt aux barrages placés sur ces lacs pour évacuer l’excédent d’eau.

Barrage du lac Kennisis

Si on enlève deux poutrelles (60 cm) au barrage du lac Kennisis lorsque le lac est à sa pleine capacité et qu’on n’ajoute aucun débit entrant ni aucun autre débit sortant, il faut 14 jours pour que le niveau d’eau du lac descende de 30 cm. Si on ajoute à cela cinq centimètres de précipitations (ce qui représente 82 hectomètres d’eau supplémentaire), il faut 35 jours pour que le niveau d’eau du lac s’abaisse au niveau des poutrelles d’arrêt.
On laisse souvent entendre que le fait de retirer une poutrelle d’arrêt supplémentaire préviendrait le débordement printanier de certains lacs réservoirs, car cela permettrait d’abaisser immédiatement le niveau de l’eau à la hauteur de la poutrelle d’arrêt. Toutefois, lorsqu’on retire une poutrelle en bois d’oeuvre de 30 cm d’un barrage, le niveau d’eau du lac peut quand même continuer de monter ou mettre plusieurs jours à s’abaisser, tout dépendant du volume du débit entrant et de la période pendant laquelle le barrage est ouvert. Lorsque le volume d’eau du lac croît à la suite de précipitations, l’augmentation du débit sortant est relativement peu importante. Les précipitations sont donc automatiquement emmagasinées, même sans la réinsertion immédiate de la poutrelle. On effectue des observations et on procède à des ajustements chaque semaine, de manière à ce que les gains de volume découlant des précipitations soient pris en considération.

Les lacs Kawartha

Compte tenu du nombre de lacs et de structures qui doivent être gérés dans un bassin hydrographique comme celui de la rivière Trent, le défi est de taille. La plupart du temps, il suffit de s’occuper de quelques changements de débit pour régler les problèmes associés à un lac dont le niveau est trop élevé, ou dont le niveau monte trop vite ou s’abaisse trop lentement. À l’occasion, cependant, plus particulièrement au printemps, les responsables doivent porter attention à de nombreux sites en même temps. Par exemple, si le lac Balsam atteint un niveau trop élevé en raison des précipitations, il est évident qu’il faut augmenter le débit à partir de la source, à Rosedale. Cependant, cela a pour effet d’entraîner l’eau jusqu’au lac Cameron, dont la superficie est beaucoup plus petite. Si aucun autre ajustement n’est apporté, le lac débordera. Par conséquent, on doit faire passer le débit en aval, à Fenelon Falls. Généralement, des effets en cascade se font sentir jusqu’à Trenton en cas de fonte soudaine ou de fortes pluies.

Au printemps, le débit devient de plus en plus important au fur et à mesure que l’eau s’écoule en aval. À un certain moment, les équipes responsables ne sont plus en mesure d’apporter les changements nécessaires dans une journée tout en continuant à gérer les écarts. Par conséquent, il se peut que le maximum d’opérations qui puisse être effectué dans une journée ne permette pas d’apporter les modifications voulues à chacun des lacs, et qu’une deuxième, une troisième ou une quatrième journée de travail s’avère nécessaire. Le niveau des lacs les plus grands doit pouvoir s’élever pour absorber l’eau lorsqu’il y a augmentation du débit dans le réseau. Il s’agit d’une des principales raisons pour lesquelles le niveau d’eau est abaissé avant le début de la crue. Le débit entrant dans les lacs Kawartha, par exemple, peut dépasser les 600 mètres cubes par seconde (m3/s), alors que le débit sortant s’élève de 250 à 350 m3/s. Le défi est d’autant plus complexe que la superficie et le volume de certains des lacs Kawartha sont beaucoup plus petits que ceux d’autres lacs, et que leur niveau peut donc s’élever très rapidement avec l’augmentation subite du débit entrant. La gestion des eaux des lacs Kawartha est décrite à l’annexe 2.

À l’arrivée du printemps, certains des lacs réservoirs et bon nombre des lacs Kawartha se gonflent ou débordent, même si l’on retire toutes les poutrelles d’arrêt des barrages. Il est donc important de tenir compte de la situation en aval. En période de crues abondantes (débit de 400 à 450 m3/s à Peterborough), il peut s’avérer nécessaire de faire déborder les lacs Kawartha plus qu’à l’habitude pour prévenir de graves inondations en aval de Peterborough. Une fois la pointe de la période de crues passée, on remet les poutrelles en place dans les barrages des lacs Kawartha et on rabaisse les vannes au fur et à mesure que le niveau d’eau diminue, jusqu’à ce qu’il soit légèrement inférieur à la normale. Des ajustements sont ensuite apportés afin que les lacs retrouvent un niveau optimal pour la gestion des eaux.

Certaines années, la température est douce et fait en sorte que la neige commence à fondre et à gonfler les lacs avant que la lourde couche de glace hivernale n’ait eu le temps de s’amincir autour des quais et des remises à bateaux. Le niveau d’eau croissant des lacs peut alors faire bouger certaines structures non conçues pour résister à de telles conditions. Le retrait d’autres poutrelles d’arrêt des barrages de régulation peut s’avérer insuffisant pour ralentir la montée du niveau d’eau, ou peut empirer la situation en aval. Comme dans de nombreux cas de gestion des eaux, des mesures doivent être prises quotidiennement, au fur et à mesure que la situation évolue, et il faut du temps pour que le niveau des lacs réagisse à ces mesures. Souvent, les dommages causés par la glace sont inévitables.

Lors d’inondations, il arrive que certains barrages ne soient pas complètement ouverts (poutrelles d’arrêt toutes retirées ou vannes grandes ouvertes au dessus de l’eau), même si les lacs qu’ils retiennent continuent de monter et débordent, et ce, pour une ou plusieurs des raisons suivantes :
  1. le barrage laisse passer plus d’eau que les barrages en amont et en aval, dont les poutrelles sont déjà retirées (barrage de Buckhorn);
  2. le lac en aval est déjà en situation de crue nivale, et le fait de relâcher plus d’eau ne ferait qu’empirer la situation (lac Pigeon-Buckhorn, en aval du lac Sturgeon);
  3. un obstacle naturel, par exemple un haut fond rocheux dans le lit du lac ou de la rivière, en amont du barrage, contrôle le débit; le fait de libérer plus d’eau ne permet que d’abaisser le niveau immédiatement en amont du barrage et n’a que très peu d’effet, voire aucun, sur la force du débit après que l’eau a frappé le haut fond (barrage de Hastings, à l’extrémité du lac Rice, et écluse 7, à Glen Ross).
Les risques de débordement dans le bassin de la rivière Trent émanent généralement des étranglements et des faibles pentes d’écoulement. La rivière Trent n’est habituellement pas sujette aux changements rapides de débit en raison de l’emmagasinement naturel dans les lacs, de l’infiltration d’eau dans le sol du bassin de Kawartha et de la faible moyenne de précipitations de neige. Le débit de pointe est généralement atteint lentement, mais persiste longtemps pendant la période de déclin. Les affluents, comme la rivière Burnt, le ruisseau Eels et le ruisseau Jack, sont plus instables et causent parfois des débordements dans les terres basses. On abaisse le niveau du réseau en automne et en hiver et on déploie des efforts au printemps afin d’atténuer les débordements, mais ces deux mesures ne le préviennent pas complètement.

La rivière Severn

Dans le bassin de la rivière Severn, les deux principaux objectifs printaniers consistent à remplir les lacs Simcoe et Couchiching sans causer de débordement et à minimiser les effets du débit de pointe à partir de la rivière Black, non contrôlée, qui rejoint la rivière Severn en aval des chenaux des lacs Simcoe et Couchiching, à Washago. Une fiche d’information sur le bassin de la rivière Severn est présentée à l’annexe 3.

Courbe des niveaux optimaux

La courbe des niveaux optimaux indique le niveau d’eau le plus souhaitable d’une étendue d’eau donnée pour chaque jour de l’année.
Les lacs Simcoe et Couchiching sont de très grandes étendues d’eau qui posent un défi différent en matière de gestion. Ils sont gérés à l’aide d’une courbe des niveaux optimaux en usage depuis 1918, qui sert de cible ou de guide pour les niveaux d’eau tout au long de l’année. Étant donné la superficie des lacs et les débits entrant et sortant limités relatifs aux effets de l’évaporation, il est néanmoins très difficile de renverser la tendance si les niveaux d’eau s’écartent de la courbe. Par exemple, la baisse du niveau d’eau des lacs Simcoe et Couchiching ne peut être stoppée par la fermeture de tous les barrages de Washago. De même, l’élévation de ce niveau ne peut être contrée par l’ouverture des barrages pour favoriser un débit maximal.

La courbe des niveaux optimaux du lac Simcoe a été étudiée de façon intensive au fil des ans, et aucune meilleure méthode n’a jamais été élaborée. Le graphique ci dessous montre les élévations du niveau d’eau que décrit la courbe, ainsi que les niveaux d’eau moyens sur une période de 90 ans.

Courbe des niveaux optimaux du lac Simcoe et niveaux moyens sur 90 ans
Figure 11. Courbe des niveaux optimaux du lac Simcoe et niveaux moyens sur 90 ans
© Parcs Canada

La plupart du temps, le débordement des rivières Black et Severn est dû au fait que la rivière Black n’est pas régulée. Cette rivière se situe dans la ceinture de neige de la baie Georgienne et draine un grand bassin rocheux qui absorbe très peu l’eau de fonte. Cela entraîne un écoulement rapide et abondant des crues printanières à partir d’une zone où l’emmagasinement est très difficile à contrôler. La quantité d’eau subitement relâchée est souvent suffisamment importante pour causer un déversement intempestif au barrage du lac St. John, aggravant ainsi les conditions locales et inondant les terrains des résidents établis le long de la rivière Black, en aval de Washago. Pendant les périodes de pointe du débit de la Black, même si le débit des lacs Simcoe et Couchiching est complètement coupé, le niveau de l’eau peut s’élever jusqu’à débordement dans le village de Washago ainsi que sur le lac Sparrow. Le débordement du lac Sparrow est principalement causé par l’étranglement naturel de la rivière Severn à la hauteur de la chute du lac Sparrow, des rapides McDonald et de Hydro Glen. Les coûts associés à l’enlèvement de ces étranglements sont astronomiques, et les travaux ne permettraient pas d’éliminer complètement le problème.

Au printemps, les lacs Simcoe et Couchiching se mettent souvent à gonfler, mais ils ne sont pas à pleine capacité lorsque la rivière Black atteint son niveau le plus haut. Pour réduire l’incidence du débordement sur le lac Sparrow et la rivière Severn, la pointe de crue nivale de la rivière Black est surveillée et le débit des lacs Simcoe et Couchiching est réduit le plus possible jusqu’à ce que la période de pointe soit passée. Les pointes simultanées sur les lacs Simcoe et Couchiching et sur la rivière Black peuvent entraîner le débordement des lacs Simcoe et Couchiching, du lac Sparrow et du lac Six Mile, en aval du lac Simcoe.