Modélisation hydrologique

   


 

Plate-forme LIQUID

Une modélisation hydrologique spatialisée, s’appuyant sur la plate-forme LIQUID a été mise en place sur une partie de la région Cévennes-Vivarais. La modélisation est réalisée sans calibration, en utilisant l’information disponible afin de bien mettre en évidence l’impact des différents facteurs de description des milieux sur la simulation. Cette modélisation s’appuie sur un premier découpage en sous-bassins versants de l’ordre de 1 km2 à partir de l’analyse du modèle numérique de terrain et un second niveau de découpages en hydro-paysages (Dehotin et Braud, 2008), définis à partir de la carte pédologique (Banque de données sol Languedoc-Roussillon).



 

Les processus physiques pris en compte dans la modélisation incluent une représentation de l’infiltration et de la redistribution de l’eau dans le sol, avec prise en compte explicite de la structuration verticale des sols, le calcul de flux de surface rejoignant de manière quasi-instantanée le brin de rivière le plus proche, et un routage dans la rivière selon l’approximation de l’onde cinématique. Ceci permet de calculer les débits pour les différents points du réseau hydrographique, ainsi que l’évolution de la saturation des sols. L'objectif de modélisation des bassins non jaugés, souvent les plus vulnérables, invite à une démarche de validation régionale, mise en place sur la région où les débits de pointes sont comparés aux estimations issues des retours d'expériences (Gaume and Bouvier, 2004).

La figure ci-contre présente la comparaison des débits de pointe simulés avec le modèle LIQUID avec les débits estimés lors du retour d’expérience de l’épisode du Gard 2002. Cette validation a porté sur 17 bassins versants dont les surfaces varient entre 2 et 50 km2. Les basins non jaugés pour lesquels aucune estimation n’a été faite (triangle rouge) ont fait l’objet d’une étude approfondie afin d’identifier 1/ les processus hydrologiques dominants (Manus et al., 2009) et 2/ les circonstances des décès (Ruin et al., 2008).

 
Validation régionale pour l’épisode du Gard 2002


 

Les figures ci-contre et ci-dessous montrent que l’erreur commise sur le premier pic de crue associée à une estimation de pluie biaisée par les différents niveaux de traitements des observations radar, est du même ordre de grandeur que celle obtenue en simplifiant les propriétés sols dans la modélisation hydrologique LIQUID. Au deuxième pic, tout le sol est saturé. Ces résultats démontrent l’intérêt :
1/ d’affiner l’estimation quantitative des précipitations en améliorant la compréhension du signal radar (Delrieu et al., 2009);
2/ de progresser dans la comprehension des processus hydrologiques associés à la genèse des crues rapides (Manus et al., 2009) et
3/ de proposer une stratégie d’observation des surfaces continentales afin de valider les approches de modélisation hydrologique à basse physique.

Ces trois points sont au cœur des objectifs des WP2 et WP3 du projet HyMEx auxquels l’OHM-CV est fortement engagée.


Etude de sensibilité aux propriétés du sol
 


Etude de sensibilité aux estimations quantitative des précipitations (3 méthodes - krigeage, traitements radar opérationnels de 2002 et traitements radar TRADHy T-AD1 et ST-AD1 2008 - donnant les cumuls de pluies représentés au dessus des hydrogrammes).

Contributions de Sandrine Anquetin, Claire Manus (LTHE), Isabelle Braud (Cemagref) et Pierre Viallet (Hydrowide)