Evolution récente des paramètres cryo-climatiques et des teneurs isotopiques des précipitations dans les Andes Boliviennes: La Paz et Glacier du Zongo

Résumé

A proximité de La Paz, Bolivie, les indicateurs marquants de la tendance climatique sont: (a) une augmentation de la température de ré-analyse à 500 hPa de 0.017°C an^-1 entre 1973 et 2004; (b) à la station météorologique Laïca Cota, entre 1995 et 2004, une élévation de la température de 0.03°C an^-1 et une diminution de l'humidité relative de 0.6 % an^-1; et (c) une augmentation du δ¹⁸O des précipitations de 0.26‰ an^-1 et de leur excès en deutérium de 0.1‰ an^-1. Une des principales conséquences de cette tendance est un recul du front du Glacier Zongo de 12 m an^-1 entre 1991 et 2004 (réduction de 2% par an des surfaces glaciaires de 1997 à 2004: 1.84 km² en 2004). L'analyse temporelle concomitante des données montre que la variabilité des conditions ENSO a des conséquences en phase à l'échelle infra-annuelle pour la température, l'humidité relative, la précipitation, le bilan glaciaire, et des conséquences en déphasage, sur des périodes dépassant l'année, pour le rapport isotopique des précipitations andines.     

Étude synoptique des précipitations alpines

Summary The position of the very important climatic limit, definited byBenevent, which separates the humid climate of north Alps and the dry climate of south Alps, is first described. The method used for synoptic study of alpine precipitations is then exposed: it consists in plotting for every day on a great scale chart the amounts of rain measured in the alpine rain-jauge stations and in comparing this result with the isohypses charts at the 700, 500 and 300 mb levels.     

Intégration de données satellitaires à la modélisation hydrologique du Mont Liban

Résumé

Vu le manque de mesures in situ, il est difficile d'estimer le volume d'eau stocké sous forme de neige sur le Mont Liban et encore plus de prévoir avec quelle rapidité ce volume d'eau sera disponible. C'est là que la télédétection peut aider la modélisation hydrologique. Ainsi, il serait possible de mettre à jour la distribution spatiale de l'équivalent en eau de la neige sèche à partir d'images RADARSAT-1. L'approche a été testée à l'hiver 2001. Les résultats obtenus portent à croire que l'algorithme serait susceptible de s'appliquer au couvert neigeux méditerranéen. Toutefois, une certaine prudence s'impose car le nombre de sites de mesures était limité. Durant la période de fonte et par temps clair, les données des capteurs opérant dans la partie réfléchie du spectre, comme le capteur VEGETATION, peuvent être utilisées pour suivre la limite inférieure du couvert de neige en montagne. L'étendue de la couverture de neige simulée par un modèle hydrologique, comme HYDROTEL, peut alors être validée et mise à jour. L'intégration des données de télédétection dans la modélisation pourrait donc permettre de suivre la quantité de neige au sol. Toutefois, l'ajout de stations météorologiques automatiques bien instrumentées, semble nécessaire.     

Prévision saisonnière du volume de crue du Fleuve Sénégal: utilisation des résultats du modèle ARPEGE Climat

Résumé

Le soutien de la crue annuelle du Fleuve Sénégal par le Barrage multi-objectifs de Manantali nécessite de fin août à début octobre de fortes lâchures qui peuvent grever la production hydroélectrique de l'ouvrage. Pour faciliter la programmation de cet objectif par estimation du stock disponible dans le réservoir en fin de mousson, on cherche à prévoir en août le volume de crue naturel du fleuve de septembre—octobre à partir d'index d'anomalies pluviométriques calculés fin juillet pour ces deux mois par le modèle ARPEGE Climat. Après analyse en composantes principales de ces index produits sur un maillage de 300 × 300 km couvrant l'Afrique de l'Ouest, on détermine une zone de 1200 × 1200 km décalée à l'est du bassin où les vecteurs propres des index sont reliés au débit naturel de septembre—octobre par une régression linéaire à cinq paramètres (R ² = 0.651). Cette relation statistique calée sur la période 1979–2000 est validée sur la période 2001–2005.     

Intégration d'un filtre de Kalman dans le modèle hydrologique HBV pour la prévision des débits

Résumé

Un filtre de Kalman standard a été développé en vue de la mise à jour de certaines variables d'état de la fonction du sous-sol et de la sortie du modèle HBV. La version globale du modèle HBV, fonctionnant au pas de temps horaire, a été calée par essais et erreurs sur les bassins tunisiens des Oueds Barbara et Mellila. Le pas de temps journalier a été considéré pour évaluer la qualité de la reconstitution. Le modèle a été ensuite couplé avec le filtre en reformulant le modèle conceptuel en un système d'équations d'état dynamiques et en implémentant la procédure du filtre de Kalman. L'hydrogramme des débits horaires constitue la mesure introduite pour la correction des états. Malgré un choix suivant la littérature des erreurs sur les mesures et les états du système, ce filtre a permis de réduire nettement l'incertitude sur le débit engendré par le processus pluie—débit et la pluie d'entrée.     

Synthèse des techniques d'homogénéisation des séries climatiques et analyse d'applicabilité aux séries de précipitations

Résumé

Au cours des dernières décennies, plusieurs méthodes d'homogénéisation ont été développées pour corriger les ruptures artificielles dans les séries climatiques. Elles ont été développées dans divers pays, pour différentes situations et avec des domaines d'application différents. Cet article présente une revue exhaustive des méthodes d'homogénéisation des séries climatiques publiées dans la littérature. Une analyse critique de ces méthodes ainsi qu'une réflexion sur leur applicabilité aux séries de précipitations totales annuelles sont également présentées.     

Modélisation des écoulements de l'oued Miliane par le modèle CEQUEAU

Résumé

Cette étude présente l'application du modèle déterministe de simulations hydrologiques CEQUEAU pour la reconstitution des débits moyens journaliers et mensuels de quatre stations hydrométriques du bassin versant de l'oued Miliane (Tunisie) ainsi que les niveaux moyens journaliers dans le barrage Bir Mcherga. Le modèle a été calibré avec les données de trois années d'observation (de 1972/73 à 1974/75). Durant cette période, les débits moyens journaliers sont reconstitués avec des coefficients de Nash variant de 0.88 à 0,97 et des écarts relatifs qui varient entre ?2.3% et ?4.7%. Pour les débits de pointe les biais sont plus élevés. L'analyse des séries résiduelles a montré que les résidus sont homogènes et temporellement dépendants mais les résidus des différents stations sont indépendants. Durant la période de validation (de 1975/76 à 1976/77), les coefficients de corrélation et de Nash se sont dégradés pour les deux stations restées en fonctionnement (0.71 et 0.89). Les biais obtenus varient entre ?3.7% et +5.5%.     

Dynamique et modélisation des crues dans le bassin du Mono à Nangbéto (Togo/Bénin)

Résumé

Les inondations des dernières années en Afrique de l’Ouest rendent nécessaire la prévision hydrologique pour réduire la vulnérabilité des populations. Nous avons étudié la dynamique des crues dans le bassin du Mono en amont du barrage de Nangbéto (Togo et Bénin) par des méthodes statistiques et déterministes. L’augmentation des précipitations au cours de la décennie 1990 et la mise en eau du barrage de Nangbéto en 1988 ont modifié le régime du Mono, dont les débits d’étiages ont augmenté. Les débits entrants et sortants du barrage sont équivalents, même lors des crues. Les maximums annuels des débits entrants peuvent être modélisés par une distribution des valeurs extrêmes (GEV) de type Fréchet, tandis que ceux des débits sortants, suivent une loi GEV de type Weibull (bornée). Le mécanisme dominant de génération des crues dans le bassin est la montée progressive des eaux associée à l’augmentation de la saturation des sols. L’analyse des débits de crue entre 1988 et 2010 n’a pas montré d’augmentation de la magnitude ou de la fréquence des crues. Le modèle GR4J reproduit bien les débits de crues en période calage, mais ces critères de performance se dégradent lorsque l’on s’en éloigne. Dans ces conditions, l’utilisation de ce modèle pour évaluer les risques futurs de crues serait hasardeuse et il est nécessaire d’envisager d’autres types d’approches.     

Evolution des caractéristiques des pluies journalières dans le bassin versant du fleuve Sénégal: Aavant et après rupture

RÉSUMÉ

L’objectif de cet article est d’analyser à l’échelle du bassin du fleuve Sénégal l’évolution de quatre classes de précipitations journalières, le nombre de jours de pluie et la durée de la saison des pluies. La méthode consiste à appliquer des tests statistiques d’homogénéité aux séries de pluies annuelles sur la période 1950–1998 pour détecter des ruptures et caractériser l’évolution de ces six variables de part et d’autre des dates de rupture. Les séries de pluie annuelle présentent une rupture entre 1966 et 1970. Les déficits de jours pluvieux de la période après rupture par rapport à celle d’avant varient entre 6,2% à Kédougou et 38,6% à Saint Louis. La classe de pluie de plus de 50 mm (P4) présente les déficits les plus importants qui varient entre 14,8% à la station de Mamou et 66,6% à la station de Nioro du Sahel.     

Prospection géophysique et certitude d'interpretation de ses données

Summary In Chapter I the outlines of the problem of the interpretation in geophysics are given, followed by an example of the linear interpretation: seismic mirror. The author differentiates between the algebric interpretation and the statistical one. Examples of application of the method of the least squares are mentioned too.Chapter II contains the classification of the problems of the interpretation in geophysics: the author points out that there arefour fundamental problems. Thefirst one consists in choosing the hypothetical geologic structure and in describing it in mathematical forms having various parameters. Thesecond problem is the determination of the numerical values of these parameters. Usually an engineer looks for the most probable numerical values; but these values are not the only possible ones. Therefore thethird problem consists in determining the likelihood of all possible values. This is to determine the likelihood of this or other geological structures entering in the outlines of the assumed hypothesis. Thefourth and last problem is the determination of the likelihood of the hypothesis itself.In Chapter III the author investigates the certitude of the geophysical calculations, he indicates that it is necessary to accept some limitations for the variations of the parameters; the likelihood can correspond only to a group of these variations. He gives a detailed scheme for the numerical computation of the likelihood of the assumed geological structure.Chapter IV contains the application of the general theory to the determination of a fault from the gravimetric observations. This more complicated computation completes the simple examples from the seismic survey given in the preceding chapters.     

Coupling between weather radar rainfall data and a distributed hydrological model for real-time flood forecasting / Couplage de données pluviométriques issues de radars météorologiques et d’un modèle hydrologique distribué pour la prévision de crue en temps réel

Abstract

Abstract After the destructive flood in 1998, the Chinese government planned to build national weather radar networks and to use radar data for real-time flood forecasting. Hence, coupling of weather radar rainfall data and a hydrological (Xinanjiang) model became an important issue. The present study reports on experience in such coupling at the Shiguanhe watershed. After having corrected the radar reflectivity and the attenuation data, the weather radar rainfall was estimated and then corrected in real time using a Kalman filter. In general, the precipitation estimated from weather radar is reasonably accurate in most of the catchment investigated, after corrections as above. Compared to the results simulated by raingauge data, the simulations based on the weather radar data are of similar accuracy. Present research results show that rainfall estimated from the weather radar, the radar data correction method, the method of coupling, and the Xinanjiang model lend themselves well to application in operational real-time flood forecasting.     

Validation d'un modèle numérique de terrain adapté à la modélisation hydrologique régionale sur l'Algérie du Nord

Résumé

L'objectif de ce travail est de fournir aux hydrologues travaillant sur l'Algérie du Nord un modèle numérique de terrain (MNT) permettant la mise en ?uvre de méthodes d'estimation régionales de paramètres hydrologiques tels que les débits de crue instantanés décennaux ou les apports moyens annuels. Il doit permettre une détermination satisfaisante des contours des bassins versants et l'obtention de paramètres morphométriques comparables entre eux sur l'ensemble de la zone d'étude. Le MNT que nous proposons est un compromis entre des tailles de pixels petites donnant une bonne précision et des pixels plus grands permettant de couvrir uniformément la zone. Nous montrons que le MNT à la maille de 100 m est parfaitement adapté sous réserve de l'avoir préalablement corrigé manuellement dans les zones endoréiques et dans les zones relativement planes. Ce MNT permet de retrouver correctement les principaux paramètres morphométriques utilisés en hydrologie. Nous mettons donc à la disposition des hydrologues ce MNT à 100 m dans une projection Lambert bien adaptée aux besoins de l'hydrologie algérienne.

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Rezak, S., Laborde, J.-P., et Errih, M., 2012. Validation d'un modèle numérique de terrain adapté à la modélisation hydrologique régionale sur l'Algérie du Nord. Hydrological Sciences Journal, 57 (5), 928–941.     

Snow in Lebanon: a preliminary study of snow cover over Mount Lebanon and a simple snowmelt model / Etude préliminaire du couvert neigeux et modèle de fonte des neige pour le Mont Liban

Abstract

The physical properties of snow, including apparent density, snow cover distribution and snowmelt in the Nahr El Kelb basin (Mount Lebanon), were studied in order to design a simple empirical snowmelt model. In February 2001, snow covered an area of 1600 km² on Mount Lebanon, representing a water equivalent of 1.1 x 10⁹ m³. The snow surface area was calculated by combining TM5 images with a digital elevation model, and field observations made every three days, from 1400 to 2300 m altitude. The depletion of snow cover was measured from the end of December 2000 to the end of June 2001. The snowmelt was measured from surface depletion on a degree-day basis. A simple model relating the daily snowmelt to the product of wind speed and average positive daily air temperature, is presented and discussed. For Mount Lebanon, this model gave a better approximation of snowmelt than a simple degree-day model.     

Preliminary streamflow data analyses prior to water resources planning study / Analyses préliminaires des données de débit en vue d'une étude de planification des ressources en eau

Abstract

The analysis and use of hydrological data for decision making in water resources planning and management can only be meaningful if the data possess the appropriate characteristics. In general, it is customary that data being analysed are consistent, free of trend and constituting a stochastic process whose random component is described by an appropriate probability distribution hypothesis. This paper describes, using hypothetical numerical examples where possible, some of the commonly used tests for establishing the presence or otherwise of these attributes in hydrological data series. The tests were then applied to actual streamflow data records from seven sites, in Iran and England, which formed the basis of an extensive water resources planning study carried out recently. In general, the data from all seven sites possessed the right attributes, which made their use in the wider water resources planning study straightforward.     

Modelling evaporation from reservoirs / La mise en modèle de l'évaporation des réservoirs

ABSTRACT

It is shown that a numerical model for predicting the depth time variation of water temperature in a fresh water lake or reservoir can be used also for prediction of water losses due to evaporation. The seasonal change in peak evaporation from summer (in small lakes) to winter (in large lakes) is satisfactorily simulated.     

Analyse de sensibilité globale du modèle CATHY aux propriétés hydrodynamiques du sol d’un micro-bassin agricole drainé

Résumé

Une étude d’analyse de sensibilité globale d’une application du modèle hydrologique CATHY (CATchment HYdrology) sur un bassin sous influence de drains agricoles a été réalisée en utilisant les méthodes Morris, FAST99 (Fourier Amplitude Sensitivity Test) et Sobol2002. Ces analyses ont permis d’identifier les paramètres les plus sensibles sur : (a) l’écoulement aux drains et (b) les flux sortant du micro-bassin agricole Bras d’Henri (Québec, Canada). Des 24 paramètres évalués par la méthode de Morris, les neuf et huit paramètres ayant été respectivement très influents sur les deux variables de sortie, ont été analysés par les méthodes FAST99 et Sobol2002. Il s’ensuit que la conductivité hydraulique horizontale à saturation dans les couches sous les drains est la propriété hydrodynamique la plus influente sur les deux variables de sortie. Cette étude démontre que des efforts devraient être portés sur la caractérisation de l’anisotropie du sol, car celle-ci n’est pas à négliger lors d’une modélisation hydrologique tridimensionnelle.

Editeur Z.W. Kundzewicz