Actes - Climato.be

Actes du XXIVème Colloque de l'Association Internationale de Climatologie
2.3. Résultats
Les résultats obtenus dans le cadre de cet article portent sur la calibration de notre modèle
hydrologique développé. Elle a été faite sur deux crues: du 7 août 2004 sur le bassin versant
de l'Allenbach à Adelboden (orage de 2 heures) enregistrant un débit de pointe d'environ 60
m 3 /s et celle du 7 juin 2007 sur le bassin versant de la Sitter à Appenzell atteignant un débit
de pointe d'environ 76 m 3 /s.
La granularité des données disponibles de la pluie est de dix minutes, mais notre modèle
nécessite une granularité plus fine de trois minutes. Pour l'obtenir, nous avons recalculé la
structure de la pluie comme dans la Figure 4. Cette figure présente l'hydrogramme de pluie
mesurée à la station d'Adelboden (les barres noires représentent la pluie mesurée à dix
minutes et les barres blanches celle à trois minutes).
Intensité,[mm/h]
70
60
50
40
30
20
10
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Temps, [min]
Figure 4 : Hydrogramme de pluie (bassin versant de l’Allenbach)
La pluie utilisée dans notre calcul est distribuée uniformément dans l'espace et de manière
variable dans le temps. Cette distribution résulte du fait que les données de pluie disponibles
ont été mesurées dans un seul endroit du terrain.
Le calage du modèle s'est concentré sur l'estimation des paramètres introduits dans le
modèle développé (Receanu et al. 2009). Pour déterminer ces paramètres, nous avons établi
un ordre de priorité. Le premier paramètre à déterminer est le volume d'eau qui peut s'infiltrer
dans le terrain. Le deuxième paramètre est la conductivité hydraulique (Darcy), qui influence
la vitesse d'écoulement souterrain. Ensuite le troisième et le quatrième paramètre influencent
les vitesses d'écoulement de surface. Il s'agit des coefficients de rugosité et des coefficients de
largeur des rivières pour chaque type d'écoulement utilisé dans l'équation de Manning. Les
derniers paramètres à établir sont la capacité d'infiltration initiale et finale pour chaque type
de sol. Ces paramètres ont été établis en fonction de la littérature et d'une carte simplifiée à 30
types de sol. Dans le cas du bassin versant de l’Allenbach, nous avons déterminé 5 types de
sol et 8 types pour le bassin de la Sitter. L'influence des paramètres sur le débit à l'exutoire est
le suivant. Le coefficient de rugosité et la largeur des rivières agissent surtout sur le temps de
concentration du bassin et la valeur du pic de débit. Le volume d'eau infiltrée influence la
partie initiale de l'hydrogramme, c'est à dire la vitesse de croissance du débit. Enfin, la
conductivité hydraulique a une double influence. Au début de l'épisode, elle peut augmenter
le débit en causant plus d'exfiltration, mais à la fin de l'épisode, l'effet est inversé car il y a
moins d'eau qui reste dans le souterrain. Ce double effet peut être aussi observé pour la
capacité d'infiltration. Si elle augmente, le débit au début de l'épisode diminue, mais à la fin
de l'épisode, il est plus haut. La capacité d'infiltration initiale et finale est spécifique pour
chaque type de sol. La modélisation d'écoulement est réalisée à partir d’un MNT qui donne
une représentation discrète d’une surface supposée continue. Le MNT a une taille des mailles
de 25x25 m. Cette modélisation se fait par une procédure itérative en calculant le volume
d’eau qui se propage d'une cellule à ses voisines sur tout le terrain. A la fin, l’exutoire est
déterminé comme le point du débit maximal. Sur la Figure 5 et la Figure 6 la couleur blanche
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