Données isotopiques (8786/Sr) et changements hydrologiques depuis 15 000 ans sur l'Altiplano andin

Abstract

In catchments characterized by spatially varying hydrological processes and responses, the optimal parameter values or regions of attraction in parameter space may differ with location-specific characteristics and dominating processes. This paper evaluates the value of semi-distributed calibration parameters for large-scale streamflow simulation using the spatially distributed LISFLOOD model. We employ the Shuffled Complex Evolution Metropolis (SCEM-UA) global optimization algorithm to infer the calibration parameters using daily discharge observations. The resulting posterior parameter distribution reflects the uncertainty about the model parameters and forms the basis for making probabilistic flow predictions. We assess the value of semi-distributing the calibration parameters by comparing three different calibration strategies. In the first calibration strategy uniform values over the entire area of interest are adopted for the unknown parameters, which are calibrated against discharge observations at the downstream outlet of the catchment. In the second calibration strategy the parameters are also uniformly distributed, but they are calibrated against observed discharges at the catchment outlet and at internal stations. In the third strategy a semi-distributed approach is adopted. Starting from upstream, parameters in each subcatchment are calibrated against the observed discharges at the outlet of the subcatchment. In order not to propagate upstream errors in the calibration process, observed discharges at upstream catchment outlets are used as inflow when calibrating downstream subcatchments. As an illustrative example, we demonstrate the methodology for a part of the Morava catchment, covering an area of approximately 10 000 km². The calibration results reveal that the additional value of the internal discharge stations is limited when applying a lumped parameter approach. Moving from a lumped to a semi-distributed parameter approach: (i) improves the accuracy of the flow predictions, especially in the upstream subcatchments; and (ii) results in a more correct representation of flow prediction uncertainty. The results show the clear need to distribute the calibration parameters, especially in large catchments characterized by spatially varying hydrological processes and responses.     

Caractérisation de l'effluent de vidange d'un étang de pisciculture extensive

Résumé Afin d'évaluer l'impact potentiel de la vidange, les flux de nutriments et de matières sont quantifiés lors du remplissage et de la vidange d'un étang construit en dérivation, à l'aval d'une chaîne d'étangs. La cinétique de vidange a été établie à l'aide d'un modèle numérique de terrain restituant la surface topographique de l'étang. Les matières en suspension et les principaux nutriments ont été régulièrement quantifiés. La qualité hydrobiologique du cours d'eau récepteur a été contrôlée pendant et après la vidange. L'étang a exporté 8.5 tonnes de matières en suspension et des quantités de nutriments relativement élevées. Nos résultats confirment l'existence de deux phases critiques, ne concernant cependant qu'un très faible volume d'effluent. Compte tenu des capacités élevées de sédimentation des matières en suspension, la courte durée d'exposition associée à un linéaire de fossés suffisant pourrait limiter l'impact de ces matières rejetées.

Citation Vallod, D. & Sarrazin, B. (2010) Caractérisation de l'effluent de vidange d'un étang de pisciculture extensive. Hydrol. Sci. J. 55(3), 394–402.     

Les réseaux de neurones et la régression multiple en prédiction de l’érosion spécifique: cas du bassin hydrographique Algérois-Hodna-Soummam (Algérie)

Résumé

Dans ce travail, des modèles de prévision de l’érosion spécifique des bassins versants en insuffisance voire en absence de jaugeages ont été élaborés, en fonction des paramètres climatiques, hydromorphométriques et de la couverture végétale, au droit des sites de barrages et retenues collinaires dans le bassin très érodé qu’est l’Algérois-Hodna-Soummam. Les paramètres régissant l’érosion ont été soigneusement sélectionnés sur la base d’une recherche bibliographique et regroupés en deux catégories distinctes par le biais de l’analyse en composantes principales. Deux méthodes statistiques ont été appliquées: la première, basée sur la régression multiple et la deuxième sur les réseaux de neurones artificiels. Des résultats très satisfaisants sont obtenus en testant, par validation croisée, la validité du modèle neuronal composé de: lame écoulée, densité de drainage, pente moyenne du bassin et précipitation moyenne annuelle comme variables d’entrées avec un coefficient de détermination de 0,81 et une erreur quadratique moyenne de 0,19.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé G. Mahé

Citation Salhi, C., Touaibia, B., et Zeroual, A., 2013. Les réseaux de neurones et la régression multiple en prédiction de l’érosion spécifique: cas du bassin hydrographique Algérois-Hodna-Soummam (Algérie). Hydrological Sciences Journal, 58 (7), 1573–1580.     

Relations quantitatives entre les craies à silex et les formations résiduelles à silex de l’ouest du bassin de Paris

Résumé

Depuis plus d’un siècle, l’origine autochtone ou allochtone des formations résiduelles à silex (en abrégé RS : résidus à silex) par rapport aux craies a fait l’objet de multiples discussions. Pour répondre à ce problème, un bilan d’altération entre ces deux formations a été effectué. Il repose sur une connaissance précise des âges des craies-mères des RS et sur des comparaisons granulométrique et chimique entre craie et RS. Ces comparaisons s’appuient sur les quantités de silex contenues dans les craies et les RS, sachant que les silex sont reconnus comme autochtones et que leur degré de dissolution est calculé. Les résultats apportent des informations sur l’évolution crétacée du Bassin anglo-parisien, avec la mise en évidence de la craie du Maastrichtien dans le bassin de Paris et la reconstitution des épaisseurs de craie dissoutes. De plus, ils indiquent que la stratigraphie des craies est conservée dans les profils de RS. Ils montrent également que les silex, éléments autochtones des RS, sont faiblement altérés. Les matrices des RS sont, quant à elles, en grande partie allochtones, notamment dans les dix mètres supérieurs de la formation. L’allochtonie diminue avec la profondeur, avec des RS pouvant être considérés comme des résidus d’altération de la craie au sens strict à partir de 20 mètres de profondeur. © Elsevier, Paris     

Variabilité interannuelle et intra-annuelle des transports solides de l’Oued Bouhamdane, à l’amont du barrage Hammam Debagh (Algérie orientale)

Résumé

Dans la région du Maghreb au climat semi-aride méditerranéen, l’agressivité des pluies et leur forte variabilité contribuent à l’érosion des sols qui alimente la charge solide des oueds, facteur d’envasement rapide des barrages hydrauliques. Aspect important caractérisant les écoulements liquides et solides dans le contexte méditerranéen, le thème de la variabilité temporelle est privilégié dans ce travail, focalisé sur le bassin de l’Oued Bouhamdane (Algérie orientale). Depuis décembre 1987, les débits de l’oued, contrôlés depuis septembre 1969 par une station hydrométrique (1105 km²), sont régularisés par le barrage Hammam Debagh, situé à l’amont immédiat de la section de jaugeage (1070 km²). L’étude a nécessité le traitement d’une longue chronique de mesures directes de la concentration en matières en suspension (MES) et des écoulements liquides, complétée par les données d’apport journalier disponibles au barrage. A l’aide d’une fonction de type puissance liant les débits solides instantanés et les débits liquides instantanés, deux séries—1969–1987 et 1995–2010—de débits solides journaliers ont été générées, respectivement au droit de la station hydrométrique et au site du barrage. L’apport solide spécifique, modéré en valeur moyenne (257 t km^?2 an^?1), est marqué par une très forte variabilité interannuelle (0,5 et 1396 t km^?2 an^?1 respectivement en 1996/97 et 2004/05), qui augmente sensiblement pendant la saison des hautes eaux. La charge solide apportée par le cours d’eau pendant les évènements de crue contribue de façon considérable aux totaux annuels et mensuels de la dégradation spécifique calculée à l’échelle du bassin. L’approche comparative montre que le flux sédimentaire estimé par la méthode des mesures des concentrations de l’oued à la station hydrométrique (0,22–0,29 hm³ an^?1) ne rend pas compte de la totalité du volume d’envasement du barrage (0,98 hm³ an^?1 en moyenne), mise en évidence à l’aide de levés bathymétriques et incluant les transports de fond et d’autres apports de sédiments, très difficiles à mesurer.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé G. Mahé

Citation Louamri, A., Mebarki, A., et Laignel, B., 2013. Variabilité interannuelle et intra-annuelle des transports solides de l’Oued Bouhamdane, à l’amont du barrage Hammam Debagh (Algérie orientale). Hydrological Sciences Journal, 58 (7), 1559–1572.     

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.     

Variabilités interannuelle et intra-saisonnière des pluies aux échelles hydrologiques. La mousson ouest-africaine en climat soudanien / Seasonal cycle and interannual variability of rainfall at hydrological scales. The West African monsoon in a Sudanese climate

Abstract

West African rainfall is characterized by a strong variability, both at decadal and interannual scales. In order to quantify the hydrological impacts of such a variability, analysis of rainfall patterns at fine scales is highly essential. This diagnostic study aims to characterize the Sudanese rainfall regime at hydrological scales, using a raingauge data set collected on the upper Oueme River catchment (Benin) between 1950 and 2002. A long-term drought is observed during the 1970s and 1980s, as in the Sahel. However, the interannual variability remains significant in the Sudanese region. The study of the seasonal cycle, based on the distinction between the oceanic and continental monsoon regimes, shows that the majority of rainfall changes occur in the continental regime. On the one hand, the rainfall peak associated with this regime that has been observed for the last 50 years has occurred increasingly earlier in the season. On the other hand, the annual rainfall deficit is mainly linked to the decrease in the number of large events during the continental part of the season.     

Physically-based hydrological modelling for non-point dissolved phosphorus transport in small and medium-sized river basins / Modélisation hydrologique à bases physiques et du transport de phosphore dissous diffus en bassins versants de petite et moyenne tailles

Abstract

Abstract Current research suggests that strategies to control sediment and phosphorus loss from non-point sources should focus on different runoff components and their spatial and temporal variations within the river basin. This is a prerequisite for determining effective management measures for reducing diffuse source pollution. Therefore, non-point source models, especially in humid climatic regions, should consider variable hydrologically active source areas. These models should be able to consider runoff generation by saturated overland flow, as well as Hortonian overland flow. A combination of the hydrological model WaSiM-ETH and the erosion and P-transport model AGNPS was chosen for this study. The models were run in the WaSiM runoff generation mode (Green & Ampt/TOPMODEL or Richards equation approach) and the SCS curve number mode to assess the effect of these different runoff calculation procedures on the dissolved phosphorus yield. A small and a medium-sized river basin, of the area of 1.44 and 128.9 km², respectively, in central Germany were selected for the investigation. The results show that the WaSiM–AGNPS coupling produces more accurate results than the SCS curve number method. For the spatial distribution, the more physically-based model approach computed a much more realistic distribution of water and phosphorus yield-producing areas.     

Les chaînes de la marge occidentale du Craton Ouest-Africain,modèles géodynamiques

Until now, no satisfactory geodynamic model has been delivered concerning the three main West African orogens: Panafrican 1 (Bassaride belt), Panafrican 2 (Rokelide belt) and Hercynian (Mauritanide belt). However, since the last synthetic paper (Villeneuve, 2008), new geological, geophysical and geochronological data, from the Moroccan Sahara to Sierra Leone, allow us to propose a new geodynamical model. It includes the two Panafrican events in a single model very similar to the present western Pacific margin. An old “West African Neoproterozoic ocean” (WANO) was limited by a set of island arcs separated from the West African craton by a series of “back arc basins”. The closure of this first round of back arc basins around 650 Ma led to the Bassaride belt (Panafrican 1). Then the WANO was subducting underneath the island arcs (between 650 and 550 Ma) meanwhile a new generation of “back arc basins” opened to the east between the arcs and the craton margin. The closure of the WANO and associated island arcs and back arc basins (550 to 500 Ma) led to the Rokelide belt (Panafrican 2). The Hercynian structures involving a Palaeozoic cover (made with continental material) associated to a “greeenschist facies” metamorphism is ascribed to an intracontinental belt.     

F) Personalia

Abstract

Knowledge of the natural resources of a country is essential for the assessment of its development possibilities. This is particularly true for the evaluation of groundwater resources in a country like Uruguay, where less than 5 per cent of the potential is exploited and this in an inefficient way, and where no drastic future increase in demand is predicted.

In the present paper the generalized hydrogeological model of the country was reconstructed, and recharge values, obtained by an approach adapted from nearby areas, were introduced.