Caractérisation hydrogéochimique de la nappe du Continental Intercalaire (sud tunisien) / Hydrogeochemical characterization of the Continental Intercalaire aquifer (southern Tunisia)

Abstract

The study of the Continental Intercalaire aquifer system of southern Tunisia, based on the interpretation of geochemical (major elements) and isotopic (¹⁸O, ²H, ¹³C and ¹⁴C) data, has aided the understanding of the hydrodynamics of this multi-layer aquifer system, which is greatly influenced by tectonics. The determination of the origin of groundwater salinization and the understanding of the hydrogeological and geochemical behaviour of this aquifer were achieved by studying the correlation between the major elements and total mineralization (TDS). By using isotopic tools, it was shown that the water of this aquifer has been recharged under cooler, palaeoclimatic conditions. The technique also made it possible to better understand the hydrodynamic functioning of the aquifer system: it showed that the relatively recent recharge of the aquifer has been by direct infiltration from carbonate and sandy outcrops of the Cretaceous and Miocene, respectively, located in the eastern and northeastern parts of the aquifer. The ¹⁸O content was used to calculate the altitude of recharge basins. The isotopic gradient defined in this study is ?0.5 δ¹⁸O ‰/100 m.     

Approche hydrogéologique et hydrochimique des échanges hydrodynamiques entre aquifères profond et superficiel du bassin du Djérid,Tunisie

Résume

L'étude basée sur l'interprétation des données hydrochimiques (éléments majeurs) et isotopiques (¹⁸O, ²H, ³H et ¹⁴C) des eaux souterraines du bassin du Djérid (sud-ouest tunisien) a permis de comprendre les relations entre les différents niveaux du système aquifère dans ce bassin. Elle a montré que l'eau de l'aquifère profond du Complexe Terminal (CT), vraisemblablement peu circulante, a été rechargée sous un paléoclimat plus froid. De nos jours, cette eau couvre à elle seule la quasi-totalité des besoins en eau d'irrigation des palmeraies de la région. Le surplus d'eau d'irrigation alimente la nappe phréatique logée dans les formations sableuses du Plio-Quaternaire. Cette dernière présente un intérêt secondaire de point de vue quantitatif, mais son influence se situe au niveau de sa contribution à la recharge de la nappe profonde du CT. En effet, l'eau de retour d'irrigation de la nappe phréatique, évaporée et équilibrée avec le CO₂ atmosphérique conduit, par endroits, à un rajeunissement apparent et à un enrichissement en isotopes stables des eaux de la nappe du CT.     

Recherches complémentaires sur le bases du calculateur météorologique «Temp»

Résumé La formule de base, traduisant une propriété analytique d'une classe très générale de fonctions, est un corollaire du théorème fondamental démontré dans un mémoire précédent, d'après lequel, étant donnés une fonction continue,p(, ,t) des points (, ) d'une surface régulière fermée et du temps et le champ d'un vecteur vitesse de transfert ou d'advection tangent à et ayant des lignes de flux fermées et régulières, il existe un opérateur spatial, linéaire, non singulierA tel que la fonctionA(p+Const.) soit purement advective par rapport a (sans creusement ni comblement). Ce théorème peut être exprimé par l'équation , où est un opérateur spatial, linéaire et non singulier, fonction deA.La détermination de peut être faite, soit en comparant deux formes différentes de la solution générale de l'équation en , soit en utilisant un raisonnement a priori très simple. On arrive ainsi au résultat pour un certain scalaireu(, ).Dans le cas oùp(, ,t) est la perturbation de la pression sur la surface du géoïde l'équation résulte aussi, comme nous l'avons montré dans le mémoire précédent, de notre théorie hydrodynamique des perturbations. On montre ici que la même équation peut encore être déduite de l'équation de continuité associée à la condition d'équilibre quasi statique selon la verticale.Comme applications de la formule de base (solution générale de l'équation enM), on étudie les problèmes suivants: 1^o creusement et comblement en général; 2^o creusement et comblement des centres et des cols; 3^o mouvement des centres et des cols; 4^o instabilité d'un champ moyen; 5^o propriétés spatiales des champsp(, ,t) et des vecteurs d'advection analytiques.Après une discussion des erreurs de la prévision d'un champp(, ,t) par la formule de base, du fait des erreurs des observations et du fonctionnement du calculateur, on examine quelques particularités du transfert ou advection d'un champf ₀(, ) par le vecteur . Enfin, le dernier chapitre du mémoire donne des éclaircissements complémentaires sur la structure du calculateur électronique «Temp» (qui effectue automatiquement les opérations mathématiques de la formule de base) et expose l'état actuel de sa construction.

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Summary The basic formula, expressing an analytical property of a very general class of functions, is a corollary of the fundamental theorem, proved in a previous paper, according to which, given a functionp(, ,t) of the points (, ) of a closed regular surface and of the time, and a transfer or advection velocity vector tangent to and having regular closed streamlines, there is a spatial, linear, non singular operatorA such thatA(p+const.) is a purely advective function in respect to (no deepening). This theorem can be expressed by the equation where is a spatial, linear, non singular operator depending onA.The determination of can be attained, either by the comparison of two different forms of the general solution of the -equation, or by a simple a priori reasonning. The conclusion is thus reached that for a certain scalaru(, ).Whenp(, ,t) is the pressure perturbation at sea level, it was shown, in the preceding paper, that the equation can also be derived from our hydrodynamical perturbation theory. We now show that for this particular case, the same equation is also a consequence of the equation of continuity together with the condition of quasi statical vertical equilibrium.The following problems are then analysed by means of the basic formula: 1^o deepening and filling in general; 2^o deepening and filling of the centres and cols; 3^o motion of the centres and cols; 4^o instability of a mean field; 5^o spatial properties of the analytical fields and advection vectors .The errors in the forecast of a field,p(, ,t) by means of the basic formula, due to the observational and computational errors, are discussed, and some peculiarities of the transfer or advection of a fieldf ₀(, ) by are examined. Finally, complementary points are disclosed on the structure of the electronic computer «Temp» which performs automatically the mathematical operations of the basic formula, and a brief report is given of the present state of its construction.

     

Les coiffes anti-gel et leurs répercussions sur le développement des ceps

Résumé Lors d'essais sur l'efficacité de coiffes en paille ct en parchemin l'auteur a été frappé de la différence de développement entre les ceps protégés par l'une ou l'autre méthode. Cette constatation l'a amené à rechercher les modifications du climat dans lequel vivaient les plants d'avec l'air ambiant. Il a constaté que sous une coiffe de paille la température était plus haute la nuit mais plus basse le jour qu'à l'air libre. Sous le parchemin c'est l'inverse qui se produit. Ces modifications sont valables quelle que soit la nébulosité, elles ne sont qu'accentuées par ciel clair. Le climat intérieur d'une coiffe de parchemin a la même influence qu'une serre sur le développement des ceps qui sont poussés mais dont les sarments ne sont pas lignifiés. Enfin en cas de gelée printanière le risque de dégats est encore augmenté par suite du fort rayonnement du parchemin.

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Summary Experiments carried out to examine the efficiency of frostprotecting screens of straw and parchment showed striking differences in the development of the protected plants. This brought the author to investigate the microclimate inside and outside such screens. At night the temperature proved to be higher inside strawscreens than outside, whereas, at day-time the surrounding air was warmer than the air below the screen. The reverse was true in the case fo parchment-screens. These differencies of temperature showed always the same sign independently of the nebulosity but they were greatest under clear sky. Thus it is seen that parchment-screens have very much the same influence on the plants as glass-houses under wich the vineplant shoots forth without forming wood. In the case of frost plants protected by parchment are even more exposed to damage than unprotected ones because of the strong radiative power of the parchment.

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Zusammenfassung Bei Versuchen über die Wirksamkeit von Frostschutzschirmen aus Stroh und Pergament ergaben sich auffallende Unterschiede im Wachstum der bedeckten Reben. Deshalb wurde das Mikroklima innerhalb und ausserhalb solchen Frostschutzschirmen genauer untersucht. Dabei zeigte sich, dass unter Strohschirmen nachts eine höhere, tagsüber eine tiefere Temperatur herrscht als in der freien Umgebung; Bei Pergamentschirmen tritt gerade das Umgekehrte ein. Diese Temperatur-unterschiede sind dem Vorzeichen nach bei jedem Bewölkungsgrad gleich, dem Betrage nach am grössten bei heiterem Himmel. Ein Pergamentschrim hat also auf die Pflanze einen ähnlichen Einfluss wie ein Gewächshaus, in welchen Reben austreiben ohne Holz zu bilden. Bei Frost sind pergamentgedeckte Pflanzen wegen der starken Ausstrahlung des Pergaments noch stärker gefährdet als ungedeckte.

     

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.     

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.     

Analyses multifractales et spatio-temporelles des précipitations du modèle Méso-NH et des données radar

Résumé

Dans le cadre des multifractals universels, il est possible de caractériser la variabilité spatio-temporelle de la pluie sur une grande gamme d’échelle à l'aide de trois paramètres invariants d’échelles. Dans cette étude, nous avons estimé ces paramètres multifractals sur des simulations numériques effectuées avec le modèle méso-échelle Méso-NH, développé par Météo-France et le Laboratoire d'Aérologie (Univ. P. Sabatier, Toulouse, France), et des images radar composites, couvrant le même événement pluvieux, à savoir un orage particulièrement violent, dit de type Cévenol, ayant eu lieu sur la partie sud de la France du 5 au 9 Septembre 2005. La comparaison des résultats montre que les deux types de données présentent des domaines d'invariance d’échelle relativement similaires, et dont les propriétés sont en accord avec les modèles de précipitation spatio-temporels unifiés et scalants les plus simples. Néanmoins l’évaluation de leurs exposants conduit à des valeurs parfois fortement différentes.

Citation Gires, A., Tchiguirinskaia, I., Schertzer, D. & Lovejoy, S. (2011) Analyses multifractales et spatio-temporelles des précipitations du modèle Méso-NH et des données radar. Hydrol. Sci. J. 56(3), 380–396.     

Impact de la variabilité climatique et du barrage Nangbéto sur l'hydrologie du système Mono-Couffo (Afrique de l'Ouest)

Résumé

En Afrique tropicale, de nombreuses études sur la variabilité climatique montrent qu'une tendance à la sécheresse s'est manifestée à partir de la fin des années 1960. Cette sécheresse a affecté aussi l'hydrosystème Mono-Couffo, en Afrique de l'Ouest, avec une persistance remarquable qui s'est répercutée sur les écoulements. Depuis 1988, avec la mise en eau du barrage de Nangbéto, qui coïncide avec une légère reprise pluviométrique dans les années 1990, on assiste à une modification du régime hydrologique du Mono à Athiémé. Les méthodes statistiques appliquées aux données mensuelles de pluie et débit de la période 1961–2000 ont permis de constater que les déficits pluviométriques des décennies 1970 et 1980 ont engendré des déficits de l'écoulement. Mais, avec la légère reprise pluviométrique (2%) de 1988 à 2000, on assiste à un excédent d'écoulement de 37% sur le Mono à Athiémé à régime « artificiel » depuis 1988; et, par contre, pas d'excédent (0,1%) sur le Couffo à Lanta à régime « naturel ».

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Amoussou, E., Camberlin, P. et Mahé, G., 2012. Impact de la variabilité climatique et du barrage Nangbéto sur l'hydrologie du système Mono-Couffo (Ouest Afrique). Hydrological Sciences Journal, 57 (4), 805–817.     

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.     

Etude géophysique et hydrogéologique du site minier abandonné de Kettara (région de Marrakech,Maroc): contribution au projet de réhabilitation

Résumé

Les rejets sulfurés de la mine abandonnée de Kettara, située à 30 km au Nord-Nord-Ouest de Marrakech, sont directement entreposés sur un substratum schisto-gréseux fracturé. D'une superficie d'environ 16 ha, ils constituent une réelle source de pollution pour l'écosystème local en particulier à cause du Drainage Minier Acide (DMA) vers les eaux de surface et de la nappe phréatique. Le projet de réhabilitation du site minier de Kettara prévoit dans l'un de ses axes de minimiser l'effet DMA par neutralisation à l'aide de dépôts stériles riches en carbonates issus de l'extraction des phosphates de la mine de Youssoufia voisine. Ces derniers seront utilisés à la fois comme amendement des rejets miniers acides et comme couverture évapo-transpirante (barrière capillaire). Notre étude a permis d'une part, de mieux appréhender la nature et la structure du parc à résidus et de son substratum et d'autre part, de caractériser l'impact de ces résidus sur la qualité des ressources en eau souterraine. Les résultats issus de cette étude vont contribuer à la réussite du projet de réhabilitation du site.

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Lghoul, M., Kchikach, A., Hakkou, R., Zouhri, L., Guerin, R., Bendjoudi, H., Teíxido, T., Antonio Penã, J., Enriqué, L., Jaffal, M. et Hanich, L., 2012. Etude géophysique et hydrogéologique du site minier abandonné de Kettara (région de Marrakech, Maroc): contribution au projet de réhabilitation. Hydrological Sciences Journal, 57 (2), 370–381.     

Influence du Bani sur la variabilité saisonnière et interannuelle de la crue du fleuve Niger dans le delta intérieur au Mali

Le delta intérieur du fleuve Niger est une zone humide sahélienne dont l’inondation dépend de la pluviométrie des bassins supérieurs du fleuve Niger et de son principal affluent, le Bani. La crise climatique qui a débuté en 1970 a très peu influencé les dates de passage des maximums de crue sur le Niger amont et son principal défluent, le Diaka. L’influence par contre est très forte sur le Bani, à la confluence avec le Niger à Mopti et sur le delta aval avec des dates de passages des maximums plus précoces qu’auparavant. Cela est dû à la faiblesse des superficies inondées au cours des années sèches. Pendant les années humides, l’importance des débordements latéraux ralentit la propagation de la crue avec pour conséquence des dates de passages plus tardives des maximums. Par ailleurs pendant les années humides antérieures à 1970 l’importance des débordements latéraux conférait au delta amont un caractère d’autorégulation par écrêtage des crues au niveau de certaines station.     

Microséismes et Séismes précédant l’éruption du Nyamuragira-Kitzimbanyi (Afrique Centrale) 1958

An analysis is made of microseismic and seismic activity for a period of about 3 months prior to the 1958 eruption in the Virunga Volcanoes, Western Rift Valley of Central Africa. It is believed that it would have been possible to predict the eruption some 30 h before, on the basis of two series of small earthquakes preceeding the 2 outbrakes by some 50 h, and presenting an exponential decay of the total number of shocks.     

Une approche multidisciplinaire pour la prospection des bassins hydrogéothermiques: cas du Sahel de Sfax (Tunisie orientale)

Résumé

Des données géologiques, géochimiques et géophysiques ont été analysées dans le but d’évaluer le potentiel en eaux thermales du bassin du Sahel de Sfax (Tunisie orientale). Nous avons étudié le réservoir hydrogéothermique pour déterminer les différents faciès chimiques des eaux thermales et comprendre leurs origines. L'analyse des données existantes et nouvellement acquises montre que l'eau thermale à température plus élevée est d'origine météorique. Elle s'est infiltrée profondément dans des sables et grès du Miocène supérieur (Serravalien-Tortonien) et a atteint une température de 75°C, avant de resurgir par un drainage vertical en suivant les dysharmonies tectoniques. Le gradient géothermique élevé de cette région confirme qu'il s'agit bien d'un réservoir à intérêt géothermal exploitable.

Citation Chulli, B., Makni, J., Bedir, M. & Ben Dhia, H. (2011) Une approche multidisciplinaire pour la prospection des bassins hydrogéothermiques: cas du Sahel de Sfax (Tunisie orientale). Hydrol. Sci. J. 56(3), 507–520.     

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.     

Analyse du transport solide en suspension dans le bassin versant de l'Oued El Hammam (Algérie du Nord)

Résumé

Dans les régions semi-arides et arides, caractérisées par des précipitations relativement faibles et souvent à caractère torrentiel, les facteurs climatiques jouent un rôle primordial dans l'érosion des sols à l'échelle des versants. La majeure partie de l'exportation des matériaux solides est effectuée par les cours d'eau lors des crues. La présente étude traite de l'évaluation et de la quantification du transport solide dans le bassin versant de l'Oued El Hammam, un sous-bassin important de la Macta caractérisé par une forte érosion hydrique. La sensibilité des roches à l'érosion, l'intensité des précipitations et les perturbations du régime d'écoulement font que le flux des matières en suspension (MES) transportées par l'Oued El Hammam atteint des valeurs très importantes. L'analyse du bilan qui règle le processus pluie–ruissellement–transport solide montre de bonnes relations, notamment entre la lame d'eau écoulée et la quantité de charge solide transportée. Nous présentons des modèles statistiques permettant de reproduire les flux de MES. Après calage et validation des modèles sur les chroniques mesurées, ils sont utilisés afin de reconstituer des chroniques de flux de MES non mesurées, à partir de données historiques de débit et de pluie. L'étude de la relation C–Q à l'échelle de la crue a été modélisée par une fonction puissance Y = aX^b ; une analyse statistique de la constante a et de l'exposant b a été menée afin d'expliquer le comportement de ces deux paramètres et de mieux comprendre l'aspect aussi bien pratique que théorique des processus.

Citation El Mahi, A., Meddi, M., et Bravard, J.-P., 2012. Analyse du transport solide en suspension dans le bassin versant de l'Oued El Hammam (Algérie du Nord). Hydrological Sciences Journal, 57 (8), 1642–1661.     

Analyse conjointe des régimes pluviométriques et hydrologiques dans le bassin de la Tafna (Algérie Occidentale)

Résumé

La variabilité du climat, une gestion non optimale de la ressource en eau et l'intensification des activités anthropiques pourraient être les trois facteurs majeurs menaçant les écoulements et l'état de la ressource en eau dans les sous-bassins algériens. C'est le cas du bassin de la Tafna dans la partie occidentale de l'Algérie. Ce bassin est situé dans une région au climat semi-aride. Outre l'influence des précipitations, nous examinerons dans cet article la contribution possible d'autres facteurs (géologiques, topographiques et anthropiques) à la variabilité des écoulements dans le bassin de la Tafna. Pour cela, en plus de l'analyse du régime pluviométrique et des débits, nous avons choisi d'analyser le baseflow index ou BFI et les débits de base. Cinq sous-bassins de la Tafna, où des données journalières de pluie et de débit étaient disponibles sur la période 1976–2006 ont été étudiés. L'analyse, qui a distingué deux sous-régions déterminées par la topographie: les bassins d'altitude et ceux de plaine, montre que, selon leur contexte géologique, les sous-bassins ont des comportements différents en terme d'écoulement. Les zones en altitude présentant un écoulement de base et un BFI plus importants que les bassins de plaine. Ceci peut être relié à la nature lithologique des formations, les bassins d'altitude présentant une composante karstique importante. Les analyses de tendance/rupture sur les précipitations annuelles ne montrent aucune tendance significative sur la période 1976–2006. On note une baisse des débits moyens annuels uniquement sur deux stations en altitude (significatives aux seuils 1 et 10% respectivement). Une tendance à une diminution significative des débits de base est obtenue sur deux bassins d'altitude et un bassin de plaine (au seuil 1 ou 5%). La baisse du BFI est significative au seuil 1% pour seulement une station d'altitude. Ceci serait le signe d'une baisse du stock dans les bassins d'altitude. La modification des écoulements de base sur certains sous-bassins de la Tafna serait donc imputable à des causes, notamment de nature anthropique, ne relevant pas d'une diminution de la pluviométrie.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé M. Lang

Citation Bakreti, A., Braud, I., Leblois, E., et Benali, A. 2013. Analyse conjointe des régimes pluviométriques et hydrologiques dans le bassin de la Tafna (Algérie Occidentale). Hydrological Sciences Journal, 58 (1), 1–19.