Évaluation de l'impact du vent et des manoeuvres hydrauliques sur le calcul des apports naturels par bilan hydrique pour un réservoir hydroélectrique

Le débit d'apport naturel qui alimente un réservoir hydroélectrique est une donnée très importante pour un gestionnaire de ressources hydriques. En effet, Hydro-Québec utilise les apports naturels historiques pour effectuer une prévision journalière de la quantité d'eau qui sera reçue à chacun des réservoirs de son parc hydroélectrique. Cette prévision permet d'établir des règles de gestion des centrales hydroélectriques dans le but d'optimiser la production sans toutefois compromettre la sécurité des ouvrages. Afin d'obtenir une prévision d'apport naturel précise, les apports naturels des jours précédents doivent être précis. Cependant, il peut s'avérer très difficile de mesurer adéquatement ces apports naturels à cause des nombreux ruisseaux et rivières qui alimentent les réservoirs. Par conséquent, Hydro-Québec utilise une méthode indirecte pour le calculer. Cette méthode indirecte consiste à évaluer l'équation du bilan hydrique. Or, cette équation n'est pas à l'abri des erreurs et des incertitudes. Un des intrants de cette équation est le niveau d'eau mesuré par un ou plusieurs limnimètres. Plusieurs sources d'erreurs, dont l'effet du vent et des manoeuvres hydrauliques, peuvent affecter la lecture de ces instruments. Les fluctuations du niveau d'eau causées par ces effets se répercutent jusque dans l'équation de bilan hydrique faisant en sorte que le signal d'apport naturel devient bruité et entaché d'erreurs.

Abstract

Natural inflow is an important data for a water resource manager. In fact, Hydro-Québec uses historical natural inflow data to perform a daily prediction of the amount of water that will be received in each of its hydroelectric reservoirs. This prediction allows the establishment of reservoir operating rules in order to optimize hydropower without compromising the safety of hydraulic structures. To obtain an accurate prediction, it follows that the system's input needs to be very well known. However, it can be very difficult to accurately measure the natural supply of a set of regulated reservoirs. Therefore, Hydro-Québec uses an indirect method of calculation. This method consists of evaluating the reservoir's inflow using the water balance equation. Yet, this equation is not immune to errors and uncertainties. Water level measurement is an important input in order to compute the water balance equation. However, several sources of uncertainty including the effect of wind and hydraulic maneuvers can affect the readings of limnimetric gages. Fluctuations in water level caused by these effects carry over in the water balance equation. Consequently, natural inflow's signal may become noisy and affected by external errors.