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1 Master 1 – Bassin versant. 2 Relation entre chutes de pluies et lécoulement Utilisée pour la conception, les prévisions et lévaluation. Modélisation.

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1 1 Master 1 – Bassin versant

2 2 Relation entre chutes de pluies et lécoulement Utilisée pour la conception, les prévisions et lévaluation. Modélisation à partir des précipitations (+ facile à obtenir) Estimation plus fiable des débits élevés

3 3 Indice des précipitations antérieures Somme des précipitations journalières pondérées, utilisée comme indice de l'humidité du sol. On admet généralement que le poids attribué à la précipitation de chaque jour est une fonction exponentielle ou inverse du temps, la précipitation la plus récente ayant le poids le plus fort. Effet des précipitations

4 4 Effet des précipitations

5 5 Estimation de lécoulement

6 6 Ecoulements Sherman Horton Wisler & Brater the hydrograph of surface runoff resulting from a relatively short, intense rain, called a unit storm.

7 7 Lhydrogramme unitaire pour un bassin versant est défini comme lhydrogramme de débit résultant dune unité de volume découlement direct (ou dune autre composante) répartie uniformément (ou suivant une configuration spécifiée) sur le bassin versant à une vitesse uniforme et pendant un intervalle spécifié. Dans les applications, lhydrogramme unitaire est considéré comme invariant dans le temps. Points clés : 1-cm de précipitations en excès Uniformément réparties sur le bassin versant Uniforme dans le temps. Les précipitations en excès sont constantes sur lintervalle de temps. Durée fixe des précipitations (connue) Théorie de lhydrogramme unitaire (définition)

8 8 Hydrogramme unitaire à partir dun orage Bassin versant = 450 km2

9 9 Construction de lhydrogramme unitaire

10 10 Ligne droite ABC concave Autres méthodes empiriques Durée BC (j)= (A/2) 0.2 avec A, taille du BV Elimination de lécoulement de base

11 11 Elimination de lécoulement de base

12 12 Théorie de lhydrogramme unitaire (construction)

13 13 Théorie de lhydrogramme unitaire (construction)

14 14 Volume total de lécoulement = surface comprise sous lhydrogramme (p.e m3) Taille du BV = 200 km2 p.e. Cela correspond à une lame deau dune hauteur moyenne de 2,16 cm uniformément répartie sur le BV. Pour obtenir lhydrogramme unitaire, il faut diviser chaque ordonnée de lhydrogramme de lécoulement direct par 2,16! Unité en m3/s pour 1cm de précipitations en excès. Théorie de lhydrogramme unitaire (construction)

15 15 Construction de lhydrogramme unitaire

16 16 Détermination de la durée de lhydrogramme unitaire La durée de lhydrogramme unitaire est déterminée en examinant les précipitations pour un évènement et déterminant la précipitation qui est en excès. Ceci est généralement accompli en reportant les précipitations graphiquement et en traçant une ligne horizontale tel que les précipitations au-dessus de cette ligne sont celles en excès. Cette droite ( -index) est basée sur la supposition dinfiltrations constantes.

17 Time (hrs.) Precipitation (inches) Uniform loss rate of 0.2 inches per hour. Estimation des précipitations en excès

18 18 Précipitations en excès

19 19 Convolution

20 Ajouter les ordonnées pour produire le ruissellement Ruissellement Ajout et décalageConvolution

21 21 Changer la durée Très souvent, il sera nécessaire de changer la durée de lhydrogramme unitaire. Si les hydrogrammes doivent être moyennés, alors ils doivent être de la même durée. La convolution dun hydrogramme unitaire avec une précipitation requière que la durée de lhydrogramme unitaire soit égale à lintervalle de temps de lincrément des précipitations. La méthode la plus classique pour modifier la durée de lhydrogramme unitaire est la méthode S-curve. La méthode S-curve implique un décalage de lhydrographe unitaire par sa durée et lajout des ordonnées. Dans lexemple suivant, lhydropgramme unitaire (6h) est décalé de 6h et les ordonnées sont ajoutées.

22 22 S-Curve

23 23 Conversion du 6h-HU en 1h-HU Pour arriver au 1h-HU, la S-curve est décalée de 1h et la différence entre les deux S-curves correspond (presque) au 1h HU. Cependant, puisque la S-curve est déduite dun HU ayant une durée de 6h, le HU résultant de la soutraction des 2 S-curves sera le résultat de précipitation présentant un excès de 1/6 cm. Multiplie donc les ordonnées par 6 afin dobtenir le 1h HU pour 1cm. Le 1h-HU doit présenter un plus haut pic qui doit arriver plus tôt que le 6h-HU.

24 24 Conversion par S-curve

25 25 Conversion 2h-HU en 3h-HU Décaler chaque 2h-HU par la durée D Les ajouter pour produire la S- curve Conversion par S-curve

26 26 Conversion par S-curve Décaler les S-curves de D et les soustraire

27 27 Conversion par S-curve Multiplier la différence par 2/3 (D/D)

28 28 Plus rapide encore… On possède un 2h-HU et on cherche un 4h-HU 2 possibilités, développe la S-curve ou puisque ce sont des multiples utilise simplement laddition.

29 29 Net Rainfall QpQp Plus rapide encore…

30 30 Prendre lHU 1 h Prendre un HU décalé d1h Les ajouter et diviser par 2. Le résultat est lHU 2h. Changer la durée

31 31 On prend le 2h-HU et on le déplace de 2h. Deux 2h-HU sont utilisés pour représenter le 4h-HU. Plus rapide encore…

32 32 Ces deux hydrogrammes sont sommés Plus rapide encore…

33 33 Finalement cette somme est divisée par 2. Autrement laire sous la courbe represente deux unités. Or on doit normaliser a 1cm de précipitations en excès. Plus rapide encore…

34 34 Moyenner plusieurs HU Plusieurs HU doivent être calculés et moyennés. Ils doivent correspondre à la même durée. Pas vraiment suffisant, surtout sils nont pas la même allure. Il est recommandé de les représenter graphiquement afin de voir ceux qui sont anormaux. A la fin le HU doit représenter 1cm de ruissellement sur le bassin versant.

35 35 NaturelPartielBien développé Paramètres morphologiques

36 36 Réponse plus rapide Pic plus grand La capacité de la rivière doit être améliorée 1959 Présent Futur Paramètres morphologiques


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