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This paper presents a new framework for floodplain inundation modeling in an ungauged basin using unmanned aerial vehicles (UAVs) imagery. This method is based on the integrated analysis of high-resolution ortho-images and elevation data produced by the structure from motion (SfM) technology. To this end, the Flood-Level Marks (FLMs) were created from high-resolution UAV ortho-images and compared to the flood inundated areas simulated using the HEC-RAS hydraulic model. The flood quantiles for 25, 50, 100, and 200 return periods were then estimated by synthetic hydrographs using the Natural Resources Conservation Service (NRCS). The proposed method was applied to UAV image data collected from the Khosban village, in Taleghan County, Iran, in the ungauged sub-basin of the Khosban River. The study area is located along one kilometre of the river in the middle of the village. The results showed that the flood inundation areas modeled by the HEC-RAS were 33%, 19%, and 8% less than those estimated from the UAV’s FLMs for 25, 50, and 100 years return periods, respectively. For return periods of 200 years, this difference was overestimated by more than 6%, compared to the UAV’s FLM. The maximum flood depth in our four proposed scenarios of hydraulic models varied between 2.33 to 2.83 meters. These analyses showed that this method, based on the UAV imagery, is well suited to improve the hydraulic modeling for seasonal inundation in ungauged rivers, thus providing reliable support to flood mitigation strategies
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Geohazards associated with the dynamics of the liquid and solid water of the Earth’s hydrosphere, such as floods and glacial processes, may pose significant risks to populations, activities and properties [...]
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La notoriété des rivières gaspésiennes est fondée, d’une part, sur la couleur émeraude de l’eau, de leurs eaux poissonneuses, mais également sur leurs bassins versants réactifs et toutes les conséquences que cela peut engendrer (p.ex. crues exceptionnelles, érosion, inondation, avulsion, production de bois en rivière, etc.). Suite aux crues majeures et consécutives de 2010 et 2011, les gestionnaires de la réserve faunique de Port-Daniel ont observé la présence d’un embâcle de bois majeur obstruant le chenal dans la portion aval de la rivière Port-Daniel. Cette obstruction a apporté son lot d’inquiétudes et de soucis par rapport au comportement migratoire ainsi qu’à l’abondance du Saumon de l’Atlantique (Salmo salar). C’est dans cette optique qu’une étude hydrogéomorphologique dans la rivière Port-Daniel a été commandée afin d’évaluer l’impact des embâcles de bois sur la montaison du saumon. L’objectif général a été d’analyser la dynamique du bois en rivière afin d’en évaluer son impact sur la trajectoire géomorphologique du cours d’eau et sur la migration anadrome du saumon. Le suivi historique du lit mineur a été réalisé à partir de séquences temporelles de photographies aériennes (1964, 1975, 1986 et 2001), d’orthophotographies (2004 et 2016), d’imagerie satellitaire (2010, 2013, 2018) et de drone (2019). Les modifications observées dans la géométrie planimétrique du lit mineur a permis de caractériser les processus et les ajustements morphologiques (migration latérale, avulsion, recoupement de méandre) et de quantifier l’érosion (calcul de taux de recule, surface érodée) pour chacune des époques. L’évaluation du bilan ligneux a été effectuée sur environ 15 km du corridor fluvial de la rivière Port-Daniel. Le bilan a été dressé à partir des apports (estimé à partir des surfaces érodées dans le temps et de la densité volumétrique), du bois en transition (mesuré dans le corridor fluvial à l’été 2019) ainsi qu’en accumulation (mesuré dans la zone deltaïque). L’analyse des résultats a ensuite permis de dresser un diagnostic à partir des caractéristiques hydrogéomorphologiques pour ainsi évaluer la trajectoire géomorphologique de la rivière Port-Daniel. Le bilan ligneux de la rivière Port-Daniel n’indique en aucun cas que le bois présent dans le corridor fluvial, incluant l’embâcle majeur observé à la suite des crues de 2010 et 2011, constitue une restriction à la montaison et la dévalaison du saumon. En effet, le chenal principal, autrefois obstrué par un embâcle massif, a emprunté un tracé différent possédant des caractéristiques hydrogéomorphologiques favorables à la migration anadrome de salmonidés. De plus, les analyses et les observations terrain ont démontré que la formation de ces embâcles massifs a contribué à la reconstruction de la plaine alluviale et que plusieurs des embâcles présents ont permis au chenal de se stabiliser. La présence et l’activité du Castor du Canada (Castor canadensis) ont été également observées. Toutefois, la dimension, les caractéristiques et la localisation des barrages présents dans le chenal migratoire ainsi que la littérature ne montrent pas ces structures comme des nuisances aux mouvements des salmonidés.