Estimation de L'équivalent en Eau du Couvert Nival en Montagne Libanaise à Partir des Images RADARSAT-1/Estimation of Water Equivalent of the Snow Cover in Lebanese Mountains by Means of RADARSAT-1 Images

Abstract

The assessment of the spatial and temporal distribution of water resources in Mediterranean region is crucial for the better management of available resources. In Lebanon in particular, the snow is a crucial parameter for water supply. However, few research works were performed until now to study this potential resource because of difficulties inherent to the measurement of the water volume stored by snow. Remote sensing, and more specifically radar imaging, is the favourite tool for investigating the now water equivalent. This study aims to assess the potential of synthetic aperture radar (SAR) imaging for estimating the snow water equivalent in relation with eight experimental sites distributed over the high plateaus of the Lebanese mountains. With this purpose, an algorithm was tested, which links the backscattering coefficient to physical parameters of the snow and underlying soil, and which allows to assess the water equivalent from the backscattering ratios of a winter scene and a reference scene taken during a period with no snow. To this end, four RADARSAT images were acquired during winter 2001, concurrently to field observations. The model was developed in Quebec for regions with low relief, whereas relief has a decisive influence on the radar signal and on the geometry of images, in a context of high mountains. Consequently, radiometric and geometric corrections were compulsory in order to reduce distortions dues to topographical effects. The preliminary results corroborate the existence of a series of limitations to the application of the algorithm to the particular conditions of the Lebanese snow cover: heterogeneity, accelerated metamorphism and high content of liquid water.     

Coding random self-similar river networks and calculating geometric distances: 1. General methodology / Codage de réseaux hydrographiques auto-similaires aléatoires et calcul de distances géométriques: 1. Méthodologie générale

Abstract

This study proposes a preliminary method for coding random self-similar river networks as a series of numbers, and investigates the corresponding algorithm that calculates the geometric distances from the code series. The coding method, generating random self-similar patterns with various probabilities of particular pattern links, and transferring the pattern into numerical code series, is proposed, based on the wide range of stochastic characteristics of natural patterns. The heredity of self-similarity and the connecting relationships inside the generated pattern are discussed. Finally, the algorithm to calculate the geometric distances of the generated pattern are developed.     

Spatial distribution of resistivity in the hydrogeological systems,and identification of the catchment area in the Rharb basin,Morocco / Répartition spatiale de la résistivité dans les systèmes hydrogéologiques et détection des zones de captages dans le bassin du Rharb,Maroc

Abstract

Abstract Geophysical results obtained in the Rharb basin, Morocco are reported. Correlations between hydrogeological well logs reveal several water-bearing Plio-Quaternary units resting on a substrate of blue marls. Geo-electrical borehole analyses were interpreted using bi-logarithmic diagrams which indicate the permeable layers of the aquifer and also its basement. Resistivity data from NE–SW and NW–SE electrical sections allow definition of the permeable/impermeable levels, and identification of ?ditches? that may be favourable sectors for hydrogeological exploitation. Resistivity anomalies were investigated by analysing maps of resistivity at 400 and 1000 m AB. Anomalies identified in the Rharb basin are related to the thickening of the permeable bodies (sand, limestone, sandstone deposits). In the coastal zone (AB = 1000 m), there is a strong decrease of the resistivity gradient (35–10 Ω m), which is probably linked to marine intrusion. Electrical anomalies allow detection of the water-bearing zones notably in the western and southwestern parts of the Rharb basin.     

Structures et cinématique liées á la mise en place des péridotites de Ronda (Cordilléres Bétiques,Espagne)

The interaction of the Mid-Atlantic Ridge with the North Atlantic Mantle Plume has produced a magmatic plateau centred about Iceland. The crust of this plateau is 30 km thick on average. This abnormal thickness implies that, unlike other slow-spreading ridges, addition of magmatic material to the crust is not balanced by crustal stretching. The thermal effect of the plume also reduces the strength of the lithosphere. Both mechanisms affect the rifting process in Iceland. A structural review, including new field observations, demonstrates that the structure of the Iceland plateau differs from that of other slow-spreading oceanic ridges. Lithospheric spreading is currently accommodated in a 200 km wide deformation strip, by the development of a system of half-grabens controlled by growth faults. Similar extinct structures, with various polarities, are preserved in the lava pile of the Iceland plateau. These structures are identified as lithospheric rollover anticlines that developed in hanging walls of listric faults. We introduce a new tectonic model of accretion, whereby the development of the magmatic plateau involved activation, growth and decay of a system of growth fault/rollover systems underlain by shallow magma chambers. Deactivation of a given extensional system, after a lifetime of a few My, was at the expense of the activation of a new, laterally offset, one. Correspondingly, such systems formed successively at different places within a 200 km wide diffuse plate boundary. Unlike previous ones, this new model explains the lack of an axial valley in Iceland, the dip pattern of the lava pile, the complex geographical distribution of ages of extinct volcanic systems and the outcrops of extinct magma chambers.     

Relation entre fabriques de la sanidine et mise en place des magmas trachytiques (exemple de massif de Hradiště, Bohême du nord)

Résumén

La distribution des fabriques dans un dôme trachytique a été analysée sur la base des orientations préférentielles des cristaux de sanidine. L’orientation préférentielle des plans (010) des cristaux de sanidine a été quantifiée par le calcul du tenseur d’orientation. Le sens de cisaillement a été déterminé à l’aide de relations entre les plans S et C.

Les plans (010) des cristaux de sanidine montrent une fabrique résultant d’un aplatissement dans la partie centrale du dôme et d’un cisaillement simple dans les parties marginales. Les critères de cisaillement montrent le mouvement uni forme de magma trachytique à l’échelle de tout le massif. Nous interprétons la disposition des plans S-C et la répartition des fabriques dans le massif à la superposition de lames successives de magma les unes sur les autres. L’acquisition des fabriques dans le massif est comparée aux expériences en compression uniaxiale le Tullis (1976) et la mise en place des magmas trachytiques est assimilée au mouvement d’un piston dans des conditions de basse pression de confinement et de haute vitesse de déformation pendant le stade d’intrusion précuce. Le gonflement faible a modifié tardivement les fabriques initiales surtout dans la partie de déversement et sommitale.     

Les flux de matières dissoutes et particulaires exportés des Andes par le Rio Béni (Amazonie Bolivienne), en période de crue

Résumén

Le Rio Béni est l’un des principaux formateurs andins du Rio Madeira, le plus important des affluents méridionaux de l’Amazone. La station hydrométrique de “Angosto del Bala” sur le Rio Béni contrôle un bassin andin de 67500 km², aux caractéristiques géomorpho-climatiques très contrastées.

Afin de connaître l’évolution temporelle des teneurs relatives des éléments des phases dissoutes et particulaires, un suivi hydrologique et hydrogéochimique a été réalisé à cette station en mars 1988, période de hautes eaux où une crue de fréquence annuelle a été observée. Les résultats obtenus montrent l’existence d’une grande variabilité temporelle des concentrations, mais présentant un cortège hydrogéochimique stable au cours de la crue.

Enfin, l’importance quantitative de cette période de hautes eaux sur le bilan moyen annuel des flux exportés est souligné.     

Quantification et variabilité temporelles de l'écoulement solide en zone semi-aride,de l'Algérie du Nord

Résumé

En zones semi-arides, l'irrégularité temporelle des écoulements pose de sérieux problèmes aux ingénieurs chargés d'évaluer le transport solide dans les bassins versants. Ainsi, pour décider d'une méthodologie d'estimation de l'érosion spécifique, les écoulements au droit de deux stations hydrométriques contrôlant des sous-bassins adjacents sont examinés, dont les apports se rejoignent à quelques kilomètres à l'aval, dans un barrage en exploitation. Vingt deux années de mesures de concentrations en éléments fins en suspension (1973/74-1994/95) sont étudiées; l'approche statistique consiste à les homogénéiser par la recherche d'un modèle régressif significatif reliant le débit solide au débit liquide, à différentes échelles temporelles, permettant ainsi de quantifier d'une part l'érosion et de dégager d'autre part la saison productive en sédiments. L'approche mensuelle avec un modèle en loi de puissance reste la plus significative, expliquant en moyenne 80% de la variation totale. L'automne constitue une saison particulièrement productive en sédiments, véhiculant en moyenne plus de 50% de l'apport solide moyen interannuel.     

Characterization of ground motions using recurrence plots

The current analysis of earthquakes is typically based on linear mathematical models that may fail to describe and forecast particular behaviors, because in many cases the data complexity may induce a highly non linear behavior. In this paper the implementation of an alternative method for seismic time series analysis is presented. The RPs (Recurrence Plots) enables recognition and treatment of measured accelerations. An RP obtained from seismic data allows a more efficient interpretation of the ground motions and this explanation contributes to characterize materials and responses. The nonlinear attributes from RPs analysis can be used as filters to reveal patterns or be combined to predict a seismic property. Automated seismic data characterization, based on nonlinear seismic attributes, could rewrite the rules of earthquake phenomena interpretation. The objective of this work is to establish a new methodology for practical application of nonlinear dynamics in seismic pattern/attributes recognition, an evolving and challenging engineering field.     

Exercice de scénarisation hydrologique en Afrique de l’Ouest—Bassin du Bani

Résumé

Les pays sub-sahariens basent principalement leur économie sur l’agriculture pluviale. Les projections démographiques à moyen ou long terme montrent que la pression démographique va s’accroître très fortement. A l’avenir, il faudra soutenir encore plus fortement le développement de stratégies agricoles de ces pays : cela nécessite une meilleure connaissance de leurs ressources en eau futures. Cette connaissance de la ressource en eau dans le futur passe par l’élaboration de scenarios climatiques et hydrologiques qui font intervenir différents acteurs, compétents dans des activités très variées, qu’ils soient scientifiques de divers domaines (climatologues, hydrologues, sociologues, …) mais aussi financiers, politiques, acteurs sociaux et décideurs. Ce processus d’élaboration de scenarios s’accompagne de nombreuses incertitudes, plus ou moins bien maitrisées, avec lesquelles doivent s’accommoder les gestionnaires d’ouvrages et planificateurs d’aménagements régionaux. Illustré par l’exemple du bassin du Bani, affluent du fleuve Niger, ce travail propose une réflexion sur la « scénarisation hydrologique » et la prédétermination des paramètres d’un modèle hydrologique dans un contexte global non stationnaire. Le choix de jeux de paramètres a de nombreux impacts sur les résultats de la scénarisation comme l’estimation de la ressource et la variabilité de cette ressource. Ces deux éléments sont fondamentaux pour qui doit conduire un processus de décision en réponse à une demande de stratégie d’aménagement ou à une demande de stratégie de développement. Nous proposons une méthodologie de détermination des jeux de paramètres se basant sur la construction de plusieurs jeux de paramètres issus de calages glissants, qui permet d’aller dans le sens de ce que de plus en plus de gestionnaires préconisent : ne pas essayer de prévoir le futur mais plutôt des futurs envisageables qui forceront des modèles d’impact, ce qui leur permettra de fournir des éléments de décision afin de s’adapter ou d’adapter des solutions d’aménagement aux conditions de ces futurs.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé C. Perrin

Citation Paturel, J.-E., 2014. Exercice de scénarisation hydrologique en Afrique de l’Ouest—Bassin du Bani. Hydrological Sciences Journal, 59 (6), 1135–1153. http://dx.doi.org/10.1080/02626667.2013.834340