Étude statistique des crochets magnétiques à Tamanrasset

Résumé On compare, en premier lieu, les crochets magnétiques donnés par le Bulletin de l'I.A.G.A. avec les crochets visibler sur les enregistrements de Tamanrasset entre 1949 et 1957. 33% des crochets sont retrouvés, et on étudie leur fréquence. Celle-ci suit le cycle solaire, esdt minimum l'hiver et plus élevéc l'après-midi que le matin. L'obíssance à la loi deMcNish ne semble pas prouvéc. L'amplitude la plus probable est de 7 . — On étudie ensuite des phénomènes ressemblant aux crochets (faux crochets) et caractérisés par une allure bien définie des dérivéesdH/dt etdD/dt. Leur fréquence ne suit pas le cycle solaire, est minimum à l'équinoxe et uniforme dans le cours de la journée. L'amplitude la plus probable est de 7 à 10 , et la durée de développement de l'ordre de 5 minutes. La direction du vecteur perturbation est NNW ou SSE, avec prédominance du SSE, ce qui correspond dans l'ionosphère à un courant WSW-ENE. L'existence des faux crochets peut expliquer certaines confusions dans l'identification des crochets.

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Summary First of all, we compare the magnetic crochets given by the I.A.G.A.-Bulletin with the crochets we can see on Tamanrasset records between 1949 and 1957. We find out 33% of these crochets and we study their frequency. It follows the solar cycle, it is minimum during winter and greater in the afternoon than in the morning. Obedience toMcNish law does not seem to be proved. The more probable amplitude is 7 . — Then we study phenomena looking like crochets (false crochets) which are caracterised by a well definite feature ofdH/dt anddD/dt. Their frequency does not follow solar cycle, it is minimum et equinox and level during the course of the day. The more probable amplitude is from 7 to 10 , and the development plasts about 5 minutes. The direction of disturbance vector is NNW or SSE, with predominance of SSE, which sould correspond to a WSW-ENE stream in the inosophere. The existence of false crochets may explain some confusions when we identify crochets.

     

Etablissement de la relation hauteur-débit de l'Amazone à Óbidos: méthode de la dénivelée normale à “géométrie variable”

Résumé

Cet article décrit la façon dont ont été calculés les débits journaliers de l'Amazone à Óbidos. La relation hauteur-débit est univoque en basses et moyennes eaux. En période de hautes eaux la dispersion des jaugeages par rapport à la courbe de tarage univoque amène à corriger les débits en fonction des niveaux à Santarém puis à Parintins. La méthode de la “dénivelée normale” n'étant pas bien adaptée pour Óbidos: elle a été remplacée par une “dénivelée à géométrie variable” fonction de la hauteur d'eau à Óbidos. En utilisant seulement la station de Santarém, l'application de cette nouvelle méthode ramène la dispersion à 3.0% sur la totalité de la courbe de tarage.     

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.     

Calcul des pluies et débits classés sur le bassin du Bani (Mali): une approche de la vulnérabilité des ouvrages et de la population depuis la sécheresse

Résumé Dans un contexte de changement climatique, les dimensionnements d'ouvrages hydrauliques peuvent avoir un rôle crucial dans une évaluation de la vulnérabilité. Ainsi, on calcule avec les données les plus récentes possibles la pluie journalière maximale annuelle de période de retour donnée (10, 20 et 100 ans) sur 51 stations ainsi que les débits de projet pour six stations sur le bassin versant du Bani au Mali (129 000 km²). Pluies et débits sont calculés avec une méthode utilisant les L-moments et en découpant le bassin en régions climatiques homogènes. Une formule empirique d'évaluation du débit décennal est enfin réévaluée, considérant la baisse importante des débits maximaux depuis 1970. Les valeurs trouvées soulignent l'importance du choix de la période, puisque quelques années peuvent faire varier de façon importante les valeurs classées.     

Acquisition de salinité et qualité des eaux d’une nappe profonde en Tunisie: approche statistique et géochimique

Abstract

The multi-layered Jeffara de Gabes aquifer system is greatly influenced by tectonics. This system is limited at the base and laterally by evaporite layers and has lateral contacts with the sebkhas (salt flats). The groundwater in this aquifer is characterized by high salinity (3–10 g L^-1). Multivariate statistical analysis and a geochemical approach were applied to determine the influence of the evaporite layers and sebkhas on the hydrochemical quality of the Jeffara de Gabes aquifer, and to understand the processes governing its salinity. According to these methods, and based in part on the Sr²⁺/Ca²⁺ ratio, it is demonstrated that the strong salinity of the groundwater is due to interactions between water and the evaporite layers that act as a substratum of this aquifer, as well as saltwater intrusion from the sebkhas. Moreover, the medium- to poor-quality groundwaters are characterized by geochemical interactions: cationic exchange and the precipitation/dissolution process of minerals in the aquifer formations.

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Ben Alaya, M., Zemni, T., Mamou, A. et Zargouni, F., 2014. Acquisition de salinité et qualité des eaux d’une nappe profonde, Tunisie: approche statistique et géochimique. Hydrological Sciences Journal, 59 (2), 395–419.     

Réponse hydrologique d’un bassin semi-aride aux événements pluviométriques et aménagements de versant (bassin du Merguellil,Tunisie centrale)

RÉSUMÉ

L’influence cumulée des aménagements de versants sur les écoulements en zones semi-arides demeure peu étudiée et comprise à l’échelle de grands bassins versants. En Tunisie centrale, nous étudions les variations de la réponse hydrologique du bassin du Merguellil à l’échelle annuelle et pour 114 événements entre 1989 et 2010. Sur cette période, les aménagements de conservation des eaux et des sols ont progressivement drainé de 5% à 30% des surfaces du bassin. L’analyse statistique révèle la forte variabilité des pluies et des débits annuels, mais ne distingue aucune tendance déficitaire. L’approche événementielle démontre que les variations des écoulements annuels sont liées aux apports générés par un nombre très limité (cinq à six par an en moyenne) d’épisodes pluvieux supérieurs à 15 mm. Le nombre très variable de ces évènements ainsi que les écarts importants observés sur leur coefficient de ruissellement (K_R) respectif sont déterminants sur les apports annuels. Pour les événements de plus de 60 mm, les différences d’intensités pluviométriques, de couvert végétal et d’humidité du sol réduisent le ruissellement jusqu’à 80%. Toutefois, les K_R d’averses de moins de 40 mm, sur des sols au couvert végétal et d’humidité semblables, ont également diminué de 45% après l’extension des aménagements de CES à la fin des années 1990.     

Application du réseau des neurones artificiels à la prévision des débits horaires: Cas du bassin versant de l’Eure,France

RÉSUMÉ

Les modèles pluie–débit sont fortement utilisés dans la gestion des risques hydrologiques et la prévision des crues. Dans cette étude, nous présentons un modèle pluie–débit pour la prévision des débits horaires basé sur la technique des réseaux de neurones artificiels (RNA). Ce modèle a été développé et appliqué sur le bassin versant de l’Eure au Nord-Ouest de la France afin de dépasser les problèmes dus à la non-linéarité de la relation pluie–débit et à l’imprécision des données collectées. La création de ce modèle a nécessité plusieurs étapes pendant lesquelles nous avons pu déterminer les paramètres du modèle permettant la compréhension de la complexité hydrologique et la production des informations nécessaires à la prévision. Elles ont abouti à un modèle de réseau de neurones artificiels capable d’effectuer, en quelques secondes, des prévisions des crues efficaces jusqu’à un horizon de prévision de 48 h. Ces résultats confirment que les modèles RNA peuvent jouer un rôle important dans le domaine de la prévision car capables de modéliser la non-linéarité des relations pluie–débit rencontrées sur certains bassins hydrologiques.

Editor Z.W. Kundzewicz Associate editor E. Gargouri     

Prediction of base flows from basin characteristics: a case study from Zimbabwe / Prévision de débits de base à partir de caractéristiques du bassin: une étude de cas au Zimbabwe

Abstract

Abstract Base flows make up the flows of most rivers in Zimbabwe during the dry season. Prediction of base flows from basin characteristics is necessary for water resources planning of ungauged basins. Linear regression and artificial neural networks were used to predict the base flow index (BFI) from basin characteristics for 52 basins in Zimbabwe. Base flow index was positively related to mean annual precipitation (r = 0.71), basin slope (r = 0.76), and drainage density (r = 0.29), and negatively related to mean annual evapotranspiration (r = –0.74), and proportion of a basin with grasslands and wooded grasslands (r = –0.53). Differences in lithology did not significantly affect BFI. Linear regression and artificial neural networks were both suitable for predicting BFI values. The predicted BFI was used in turn to derive flow duration curves of the 52 basins and with R ² being 0.89–0.99.     

Variabilité et tendances observées sur les débits moyens mensuels,saisonniers et annuels dans le bassin de la Falémé (Sénégal)

Le changement climatique, lié au réchauffement de la Terre, agit directement sur notre milieu naturel en le transformant et s’accompagne de modifications dans le cycle hydrologique. Il s’en suit une baisse drastique des ressources en eau disponibles du fait de la forte diminution des totaux pluviométriques reçus. Dans cette étude, nous utilisons le test de Mann-Kendall pour caractériser la variabilité et les tendances des débits dans le bassin de la Falémé sur la période 1954–2014. Les résultats de l’analyse révèlent une tendance à la baisse statistiquement significative sur pratiquement tous les mois et sur les périodes de hautes et de basses eaux. Une tendance a été observée aussi sur les années de faible hydraulicité durant lesquelles l’écoulement des périodes de hautes et basses eaux est moins important. Le test de Mann-Kendall s’est donc avéré efficace pour indiquer les tendances négatives de l’écoulement dans le bassin de la Falémé.     

Assessing uncertainties in a conceptual water balance model using Bayesian methodology / Estimation bayésienne des incertitudes au sein d’une modélisation conceptuelle de bilan hydrologique

Abstract

Abstract The aim of this study was to estimate the uncertainties in the streamflow simulated by a rainfall–runoff model. Two sources of uncertainties in hydrological modelling were considered: the uncertainties in model parameters and those in model structure. The uncertainties were calculated by Bayesian statistics, and the Metropolis-Hastings algorithm was used to simulate the posterior parameter distribution. The parameter uncertainty calculated by the Metropolis-Hastings algorithm was compared to maximum likelihood estimates which assume that both the parameters and model residuals are normally distributed. The study was performed using the model WASMOD on 25 basins in central Sweden. Confidence intervals in the simulated discharge due to the parameter uncertainty and the total uncertainty were calculated. The results indicate that (a) the Metropolis-Hastings algorithm and the maximum likelihood method give almost identical estimates concerning the parameter uncertainty, and (b) the uncertainties in the simulated streamflow due to the parameter uncertainty are less important than uncertainties originating from other sources for this simple model with fewer parameters.     

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.     

Impacts anthropiques sur les termes du bilan hydrologique d’un aquifère alluvial dans le Nordeste semi-aride,Brésil / Human impacts on components of hydrological balance in an alluvial aquifer in the semiarid Northeast,Brazil

Abstract

Abstract The exploitation of an alluvial aquifer (2 × 10⁶ m³) has been developed since 1998 in the Valley of Forquilha (Quixeramobim, State of Ceará). For this purpose, 165 wells were drilled along the 23 km of the valley that supplies 500 families and their farms. Monthly monitoring of piezometric and electrical conductivity (2000–2003) show seasonal variations in the water volume (35%) and in the mean value of the conductivity (800–1200 µS cm^-1). A conceptual hydrogeological model was developed. Analysis of the data and simulations highlight that the recharge of the aquifer is mainly due to infiltration from the river in the rainy season, which is of the order of 1% of the rain over the catchment area (195 km²). The abstractions increase the recharge between 30 and 60%. The model makes it possible to propose scenarios of sustainable exploitation of the water resource in the catchment. For the period between 1970 and 1988, other simulations show that it would have been possible to maintain irrigated cultures on 75 ha for 80% of the time. During the remaining 20%, the water level is too low, and farmers would have to reduce the irrigated area.     

Trends in annual discharge from the Yangtze River to the sea (1865–2004) / Tendances et épisodes extrêmes dans les débits annuels du Fleuve Yangtze débouchant dans la mer (1865–2004)

Abstract

Uninterrupted records of annual discharge from the Yangtze River to the sea (at Datong Hydrographical Station) began in the 1950s. This series shows no significant trend. However, at Hankou, a station upstream from Datong, annual discharges have been observed since 1865 almost without gaps. The annual discharges at Datong and Hankou were found to be closely correlated. Based on the regression equation, the missing annual discharges at Datong were estimated and a time series from 1865 to 2004 was established. Although the annual discharge has varied greatly, it shows a significant decreasing trend. The trendline revealed an 8.2% decrease from 1865 to 2004. The decrease in discharge was attributed to increases in water consumption and reservoir construction, while the interannual variations were related to climate variability. The decreasing trend in discharge is expected to continue in the coming decades due to human activities. This decreasing trend should be taken into account in the decision making on the South-to-North-Water Diversion projects.     

Courbes Intensité–Durée–Fréquence (IDF): comparaison des estimateurs des durées partielles et des maximums annuels

Résumé

Cette étude compare, pour la région sud du Québec (Canada), différents estimateurs des courbes intensité–durée–fréquence (IDF) basés sur les séries de durées partielles (SDP) et sur celles des maximums annuels (SMA). Deux modèles ont été considérés pour les SMA, le premier utilisant un paramètre local (SMA-1), et le second utilisant deux paramètres locaux (SMA-2). Pour les SDP, les séries ont été construites en fixant, d'une part, un seuil régional (SDP-1) et, d'autre part, le nombre moyen régional de dépassements du seuil (SDP-2). Les quantiles et les intervalles de confiance à 90% des différents modèles ont été estimés et comparés. Le modèle SDP-1 a été finalement retenu puisque, d'après la littérature, il conviendrait à une région comme celle sous étude dont l'hétérogénéité est raisonnable. Par ailleurs, le modèle SDP-1 reproduit relativement bien les quantiles et probabilités empiriques. Les quantiles générés, à chaque site, par ce modèle régional sont comparés à ceux obtenus à partir d'un modèle SDP local.

Citation Kingumbi, A. & Mailhot, A. (2010) Courbes Intensité–Durée–Fréquence (IDF): comparaison des estimateurs des durées partielles et des maximums annuels. Hydrol. Sci. J. 55(2), 162–176.     

Caractérisation géochimique et bactériologique des nappes d’une région à climat tropical sec au centre Sud de Madagascar

Résumé

Le district de Betroka, soumis à un climat tropical sec, connaît d’importants problèmes de ressource en eau. Cette situation se traduit pour de nombreux habitants par la consommation d’eau de très mauvaise qualité tant sur le plan physico-chimique, que sur le plan bactériologique. Pour tenter d’améliorer cette situation, le gouvernement malgache a entrepris un programme d’alimentation en eau potable et assainissement en milieu rural (projet 350 forages), cadre du présent travail, afin d’assurer à l’eau destinée à l’alimentation humaine une qualité suffisante en termes bactériologique et minéral. L’étude microbiologique de l’eau souterraine du district de Betroka a confirmé l’absence de bactéries d’origine fécale. L’étude hydrochimique a révélé différents processus conduisant à la minéralisation des eaux souterraines en relation avec : (a) la remontée d’eau saline d’origine profonde à partir des fractures transversales du cisaillement majeur de Betroka, et à partir des failles normales à l’origine du graben de Mangoky et du domaine du massif en dôme et bassin du complexe intrusif d’Ianakafy ; (b) la dissolution des aérosols et embruns marins déposés, dissous par la pluie et entraînés jusqu’aux aquifères ; et (c) l’interaction des eaux météoriques et souterraines avec les minéraux des roches encaissantes (scapolite, phlogopite, biotite, hornblende, pyroxène…) qui pourrait également contribuer à la forte minéralisation observée.