Modélisation hydrologique distribuée sur le Gardon d'Anduze PDF Download
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Author: Arthur Marchandise
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 214
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Book Description
Les bassins cévenols (Sud de la France) sont soumis en automne à des événements pluviométriques intenses à l’origine de crues « éclair » dévastatrices, comme le montre l'exemple de la crue de septembre 2002. En termes de protection des populations, la prévision à court terme de ces épisodes est un enjeu majeur. Les modèles pluie-débit constituent un des outils pour la prévision, et restent encore largement perfectibles en extrapolation temporelle (vers les extrêmes) et spatiale (transposition à des bassins non jaugés). Ces deux aspects sont étudiés dans ce travail, à travers une analyse des performances des modèles de la normale à l'extrême, et une interprétation de ces performances. Le site d'étude est le bassin du Gardon d'Anduze (545 km2). Dans un premier temps, 3 modèles spatialisés ont été calés et validés sur un échantillon d'une trentaine de crues observées entre 1972 et 2003. Ces modèles s'appuient sur des processus de nature différente : ruissellement hortonien par dépassement de la capacité d’infiltration des sols pour ALTHAIR, ruissellement sur sols saturés pour TopModel, relation empirique entre cumul de pluie et coefficient de ruissellement pour SCS. Les performances de ces modèles sont globalement équivalentes, et montrent que des modèles a priori différents peuvent être contraints numériquement afin de reproduire les crues de façon satisfaisante. Néanmoins, les valeurs des paramètres des modèles susceptibles de recevoir une interprétation physique diffèrent sensiblement des valeurs mesurables sur le terrain. Dans un second temps, on s'intéresse à l'origine de ces différences, et on teste des hypothèses liées à la variabilité spatiale des épaisseurs de sol et des déficits en eau. Ces hypothèses sont étudiées à l'aide d'un modèle bi-couches à base mécaniste : TOPKAPI. Différentes distributions spatiales d’épaisseurs de sol sont générées; elles montrent la sensibilité du modèle à la nature (distribution aléatoire ou distribution corrélée) et aux propriétés (variance en particulier) de la distribution. Les valeurs des paramètres ajustés sur le sous-bassin de Saumane (101 km2), en particulier la conductivité hydraulique Ks, sont modifiées lorsqu’on introduit une variabilité des épaisseurs de sol. Elles se rapprochent de leur estimation sur le terrain. La connaissance de la variabilité temporelle et spatiale des épaisseurs de sols revêt donc une grande importance, et doit motiver par la suite une exploration plus systématique. Ce travail permet de préciser les apports et les conditions d'applications des modèles pluie-débit spatialisés dans un contexte de prévision : apport de la mesure radar de la pluie, protocoles de calage des modèles, importance de l'initialisation des stocks hydriques et des déficits en eau, prise en compte des organisations spatiales de ces stocks ou déficits dans les formations superficielles. Cette analyse demande à être étendue à d'autres types de bassins méditerranéens : bassins sédimentaires de la plaine littorale, bassins karstiques.
Author: Arthur Marchandise
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Category :
Languages : fr
Pages : 214
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Book Description
Les bassins cévenols (Sud de la France) sont soumis en automne à des événements pluviométriques intenses à l’origine de crues « éclair » dévastatrices, comme le montre l'exemple de la crue de septembre 2002. En termes de protection des populations, la prévision à court terme de ces épisodes est un enjeu majeur. Les modèles pluie-débit constituent un des outils pour la prévision, et restent encore largement perfectibles en extrapolation temporelle (vers les extrêmes) et spatiale (transposition à des bassins non jaugés). Ces deux aspects sont étudiés dans ce travail, à travers une analyse des performances des modèles de la normale à l'extrême, et une interprétation de ces performances. Le site d'étude est le bassin du Gardon d'Anduze (545 km2). Dans un premier temps, 3 modèles spatialisés ont été calés et validés sur un échantillon d'une trentaine de crues observées entre 1972 et 2003. Ces modèles s'appuient sur des processus de nature différente : ruissellement hortonien par dépassement de la capacité d’infiltration des sols pour ALTHAIR, ruissellement sur sols saturés pour TopModel, relation empirique entre cumul de pluie et coefficient de ruissellement pour SCS. Les performances de ces modèles sont globalement équivalentes, et montrent que des modèles a priori différents peuvent être contraints numériquement afin de reproduire les crues de façon satisfaisante. Néanmoins, les valeurs des paramètres des modèles susceptibles de recevoir une interprétation physique diffèrent sensiblement des valeurs mesurables sur le terrain. Dans un second temps, on s'intéresse à l'origine de ces différences, et on teste des hypothèses liées à la variabilité spatiale des épaisseurs de sol et des déficits en eau. Ces hypothèses sont étudiées à l'aide d'un modèle bi-couches à base mécaniste : TOPKAPI. Différentes distributions spatiales d’épaisseurs de sol sont générées; elles montrent la sensibilité du modèle à la nature (distribution aléatoire ou distribution corrélée) et aux propriétés (variance en particulier) de la distribution. Les valeurs des paramètres ajustés sur le sous-bassin de Saumane (101 km2), en particulier la conductivité hydraulique Ks, sont modifiées lorsqu’on introduit une variabilité des épaisseurs de sol. Elles se rapprochent de leur estimation sur le terrain. La connaissance de la variabilité temporelle et spatiale des épaisseurs de sols revêt donc une grande importance, et doit motiver par la suite une exploration plus systématique. Ce travail permet de préciser les apports et les conditions d'applications des modèles pluie-débit spatialisés dans un contexte de prévision : apport de la mesure radar de la pluie, protocoles de calage des modèles, importance de l'initialisation des stocks hydriques et des déficits en eau, prise en compte des organisations spatiales de ces stocks ou déficits dans les formations superficielles. Cette analyse demande à être étendue à d'autres types de bassins méditerranéens : bassins sédimentaires de la plaine littorale, bassins karstiques.
Author: Roger Moussa
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 314
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Book Description
CE MEMOIRE PRESENTE UN MODELE HYDROLOGIQUE SPATIALISE, BASE SUR DES CONCEPTS PHYSIQUES SIMPLIFIES A DES FINS DE GESTION DE LA RESSOURCE EN EAU, TOUT EN INTEGRANT LE MAXIMUM D'INFORMATIONS SPATIALE ET TEMPORELLE. LE BASSIN VERSANT DU GARDON D'ANDUZE (SUD DE LA FRANCE) EST RETENU POUR LES APPLICATIONS. LA DEMARCHE ADOPTEE COMPORTE DEUX PARTIES: LA PREMIERE CONSISTE EN UN INVENTAIRE ET UN TRAITEMENT PRELIMINAIRE DE L'INFORMATION DISPONIBLE. ON ETUDIE LA VARIABILITE, D'UNE PART SPATIALE DE LA STRUCTURE DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE ET DE LA STRUCTURE DES SOUS-BASSINS VERSANTS ET D'AUTRE PART TEMPORELLE DU CHAMP PLUVIOMETRIQUE. LA CARACTERISATION FRACTALE DE CES GRANDEURS CONDUIT A DEGAGER LEUR CARACTERISTIQUES INDEPENDAMMENT DE L'ECHELLE D'OBSERVATION. LA DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE AU DEVELOPPEMENT DU MODELE HYDROLOGIQUE. ON DISCUTE SEPAREMENT DES DIFFERENTS MODULES: LA DISCRETISATION SPATIALE, LE PARAMETRAGE, LE BILAN VERTICAL ET LA FONCTION DE TRANSFERT. UNE DISCRETISATION DU SOL EN TROIS COUCHES EST SPECIALEMENT ELABOREE POUR TENIR COMPTE DES VARIABLES PHYSIQUES DU BASSIN (VEGETATION, TOPOGRAPHIE, TEXTURE DU SOL, ...). LE TRANSFERT DE L'EAU DE CHAQUE CELLULE HYDROLOGIQUE (ICI LES VERSANTS) S'EFFECTUE PAR UN HYDROGRAMME UNITAIRE CALCULE A PARTIR DE LA GEOMORPHOLOGIE
Author: Karmaoui, Ahmed
Publisher: IGI Global
ISBN: 1522597735
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 332
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Book Description
Each year, floods cause an enormous amount of global economic and social damage, impacting transportation systems, water supplies, agriculture, and health. Response management to catastrophic floods require increased measures involving integrated planning, adaptation, and recovery strategies in order to protect against human loss. Decision Support Methods for Assessing Flood Risk and Vulnerability is a pivotal reference source that provides vital research on the application of effective models and tools focused on the diagnosis of vulnerability to flooding risks and evaluates and measures the impact of floods on socio-economic wellbeing. While highlighting topics such as hydrological events, soil erosion, and flood vulnerability, this publication explores methods of identifying appropriate adaptation strategies. This book is ideally designed for researchers, students, academicians, policymakers, government officials, and technology developers seeking current empirical research findings to be used to improve the overall understanding of the flood phenomenon.
Author: Philippe Renard
Publisher: Springer
ISBN: 331945465X
Category : Science
Languages : en
Pages : 358
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This book presents the latest advances in the field of karst hydrogeology and carbonate reservoirs. These include, but are not limited to: geomorphology of karst, flow and solute transport in karst; innovative metrology; modelling; speleogenesis and geology of carbonate reservoirs; deep reservoir exploration and production; water management and protection in karst environments; contaminant migration and chemical behavior; hydrochemistry and regional aquifer studies. EuroKarst offers a platform for professional exchanges between field practitioners and academic researchers. It is the European biennial conference on the hydrogeology of karst and carbonate reservoirs. It is organized every two years by the Universities of Neuchâtel (Switzerland), Besançon (France), and Malaga (Spain).
Author: Bruno Versiani
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Languages : fr
Pages : 241
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ETUDE D'UN PROJET DE SYSTEME DE PREVISION OPERATIONNELLE. LA PERFORMANCE DE CE SYSTEME DEPEND EN PARTIE DES METHODES DE CALCUL, C'EST-A-DIRE DES MODELES UTILISES POUR REPRESENTER LE SYSTEME HYDROLOGIQUE CONSIDERE
Author: Rafael Navas Nunez
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Languages : es
Pages : 0
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It is known that having a precipitation observation system at high space - time resolution is crucial to obtain good results in rainfall - runoff modeling. Radar is a tool that offers quantitative precipitation estimates with very good resolution. When it is merged with a rain gauge network the advantages of both systems are achieved. However, radars estimates have different uncertainties than those obtained with the rain gauge. In the modeling process, uncertainty of precipitation interacts with uncertainty of the hydrological model. The objective of this work is: To study methods used to quantify the uncertainty in radar - raingauge merge precipitation estimation and uncertainty in hydrological modeling, in order to develop a methodology for the analysis of their individual contributions in the uncertainty of rainfall - runoff estimation.The work is divided in two parts, the first one evaluates: How the uncertainty of radar precipitation estimation can be quantified? To address the question, the geostatistical approach by Kriging with External Drift (KED) and Stochastic Generation of Precipitation was used, which allows to model the spatio - temporal structure of errors. The method was applied in the Cévennes - Vivarais region (France), where there is a very rich observation system. The second part explains: How can it be quantified the uncertainty of the hydrological simulation coming from the radar precipitation estimates and hydrological modeling process? In this point, the hydrological mesoscale computation tool was developed; it is distributed hydrological software in time continuous, within the basis of the Curve Number and the Unit Hydrograph. It was applied in 20 spatio-temporal resolutions ranging from 10 to 300 km2 and 1 to 6 hours in the Ardèche (~ 1971 km2) and the Gardon (1810 km2) basins. After a sensitivity analysis, the model was simplified with 4 parameters and the uncertainty of the chain of process was analyzed: 1) Precipitation estimation; 2) Hydrological modeling; and 3) Rainfall - runoff estimation, by using the coefficient of variation of the simulated flow.It has been shown that KED is a method that provides the standard deviation of the precipitation estimation, which can be transformed into a stochastic estimation of the local error. In the chain of processes: 1) Uncertainty in precipitation estimation increases with decreasing spatio-temporal scale, and its effect is attenuated by hydrological modeling, probably due by storage and transport properties of the basin; 2) The uncertainty of hydrological modeling depends on the simplification of hydrological processes and not on the surface of the basin; 3) Uncertainty in rainfall - runoff treatment is the result of the amplified combination of precipitation and hydrologic modeling uncertainties.
Author: International Association of Hydrological Sciences. Scientific Assembly
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Category : Floods
Languages : en
Pages : 460
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Author: Katia Durot
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Category :
Languages : fr
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Book Description
CETTE ETUDE EST CONSACREE A LA MODELISATION HYDROLOGIQUE DISTRIBUEE D'UN BASSIN VERSANT NIVO-PLUVIAL DES ALPES FRANCAISES. ELLE EST PRESENTEE EN 3 PARTIES : DANS LA PREMIERE PARTIE, SONT PRESENTES LE BASSIN VERSANT DE RECHERCHE EXPERIMENTALE DE SARENNES ET LES OUTILS NUMERIQUES UTILISES POUR SIMULER LES DEBITS. CETTE MODELISATION EST REALISEE PAR L'INTERMEDIAIRE DU COUPLAGE D'UNE CHAINE DE MODELISATION DU MANTEAU NEIGEUX, ELABOREE PAR LE CENTRE D'ETUDE DE LA NEIGE (SAFRAN-CROCUS), AVEC UN MODELE HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL A BASE TOPOGRAPHIQUE (TOPMODEL). ELLE EST REALISEE EN 3 ETAPES QUI FONT L'OBJET DE LA SECONDE PARTIE ET PERMETTENT L'ETUDE DE LA SENSIBILITE DU MODELE HYDROLOGIQUE A LA VARIABILITE SPATIALE DE LA LAME D'EAU DE FONTE FOURNIE PAR CROCUS. UNE PREMIERE MODELISATION DE REFERENCE EST FAITE AVEC UNE VERSION GLOBALE DE TOPMODEL ACCEPTANT UNE ENTREE MOYENNE UNIFORME. PUIS LA COMPLEXITE DU MODELE EST PROGRESSIVEMENT DEVELOPPEE (TOPBAND) D'ABORD PAR UNE PREMIERE SPATIALISATION DE L'ENTREE PAR BANDES D'ALTITUDE. FINALEMENT, UN MODELE TOTALEMENT DISTRIBUE ET DYNAMIQUE (TOPODYN) PERMET DE TENIR COMPTE DE LA VARIABILITE SPATIALE DE L'ENTREE AVEC L'ALTITUDE ET L'ORIENTATION DES VERSANTS. LE RAPPORT COMPLEXITE/PERFORMANCE EST SOIGNEUSEMENT ANALYSE. ENFIN, LA TROISIEME PARTIE S'INTERESSE PLUS PARTICULIEREMENT AUX ENTREES : TOUT D'ABORD, UNE REDISTRIBUTION DE LA CHRONOLOGIE HORAIRE DE LA PLUIE SAFRAN NOUS PERMET D'AMELIORER NOS SIMULATIONS. PUIS UNE VALIDATION DU MANTEAU NEIGEUX SIMULE PAR CROCUS EST EFFECTUEE GRACE AU SUIVI DE LA FONTE NIVALE PAR PHOTOGRAPHIES TERRESTRES. UN TRAITEMENT D'IMAGE ADAPTE PERMET ENSUITE DE DETERMINER L'ENNEIGEMENT REEL. FINALEMENT, DANS LA PERSPECTIVE DE MODELISATIONS HYDROLOGIQUES SUR DES BASSINS BOISES, UN MODULE DE FONTE SOUS FORET EST PROPOSE POUR COMPLETER LA CHAINE SAFRAN-CROCUS EXISTANTE.
Author: Jean-Philippe Naulin
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Languages : fr
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Book Description
Avec le développement des mesures de pluie à hautes résolutions spatiale et temporelle, l'utilisation de modèles hydrométéorologiques distribués est désormais envisagée pour anticiper les conséquences locales des événements pluvieux à l'échelle de vastes régions. Cependant, une estimation des conséquences locales à travers une prévision distribuée des débits reste délicate à mettre en œuvre : les incertitudes autour des valeurs de débits peuvent être importantes dans des conditions non jaugées et les conséquences de la crue sont très dépendantes de la configuration du terrain. C'est dans ce contexte que des tests préliminaires ont été conduits par l'Ifsttar afin de développer un système d'alerte capable d'évaluer, en temps réel, un risque de submersion des routes. Initialement testé sur des fenêtres de dimensions limitées, le système à été étendu au département du Gard soit une zone d'étude de 5000 km2 comprenant environ 2000 points cibles pour lesquelles des niveaux de risque de coupure sont évalués. L'approche proposée combine un modèle pluie-débit distribué, adapté aux crues éclair, et un modèle d’évaluation de la vulnérabilité des routes. Le système, dont la validation a été effectuée à l'aide d'inventaires de routes submergées, a montré des résultats satisfaisants même si le nombre important de fausses alarmes qu'il génère limite son utilisation à l'échelle locale. Cette application particulière a également été utilisée pour évaluer l'apport des lames d'eau radar pour des applications hydrologiques distribuées. Au final, cette thèse a permis de mettre en avant le potentiel du système à devenir un outil innovant et performant de prévision distribuée des crues.
Author: Hong-Trang Nguyen
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Languages : fr
Pages : 181
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