Search

The objective is to place at the disposal of the users a SIG making it possible to obtain on an unspecified site observed or not observed the quantiles of flood as well as the hydrogrammes of project of weak and great return period., La connaissance des régimes des crues des sous bassins de la Moselle française a pour but de progresser dans le domaine de la prévention du risque d'inondation, souci majeur des populations vivant aux abords des fleuves et rivières.L'objectif est de mettre à disposition des utilisateurs un SIG permettant d'obtenir sur un site quelconque observé ou non observé les quantiles de crue ainsi que les hydrogrammes de projet de faible et grande période de retour. Le présent rapport a pour objet de présenter la modélisation régionale des crues fréquentes à rares des sous-bassins de la Moselle. Il finalise une maquette opérationnelle dont les différents modules développés sont indépendants : - code de calcul automatique du régime des crues d'un site cible à partir d'un modèle statistique débit-durée-fréquence régional et d'informations spatialisées nécessaires à sa mise en oeuvre.- un SIG qui permet d'obtenir pour le cite cible les informations spatialisées nécessaires au modèle régional.Dans une version ultérieure, ce prototypage sera repris par les industriels qui vraisemblablement associeront par macro-commandes au SIG les fonctions développées dans le code de calcul indépendant

The application of the models discharge-duration-frequency (QdF) of reference " S ", " F " and " V ", established in climatic zone known as moderated, six basins of the Guadeloupe made it possible to privilege the model " S ". Two regional modelings are studied. The first privileges the climatic context of the North of Martinique. The second relates to the regional context of Guadeloupe. Two regionalizations consolidate the estimates of "S" for floods of weak return period. For the floods of great return period the estimate of the gradex of rain according to the model S or Martinique is comparable. The study of believed of the six basins of the Guadeloupe, subjected to a cyclonic tropical climet, made it possible to validate concepts of modeling established in moderate climatic zone., L' application des modèles débit-durée-fréquence (QdF) de référence "S", "F" et "V", établis en zone climatique dite tempérée, à six sous-bassins de la Guadeloupe a permis de privilégier le modèle "S". Pour ce qui concerne les crues observables (T£20 ans) : deux modélisations régionales, l'une privilégiant le contexte climatique (Nord Martinique) et l'autre le contexte régional de Basse-Terre proprement dit, confortent les quantiles de crue modélisés selon "S". Pour les crues de fréquences rares (T>20 ans), la régionalisation des gradex de pluie dans le contexte de la Martinique n'apporte pas une meilleure connaissance des gradex de pluie de Basse-Terre que celle déduite des trois modèles QdF de référence. Il convient de noter que les résultats obtenus gagneraient en pertinence si l'information pluviométrique des 5 postes (gradex de 1h à 12h) était disponible. L'étude des régimes de crue des six sous-bassins de la Guadeloupe, sous influence tropicale cyclonique, n'a pas montré de caractéristiques d'écoulement particulières, ne pouvant être référencées aux trois modèles QdF de référence et au concept de modélisation généralisée établis en zone climatique tempérée.

[Departement_IRSTEA]GMA [TR1_IRSTEA]11 - VERSEAU / TRANSFEAU; The development of the knowledges in hydrology, and of the accuracy in its analysises, together with the remaining huge complexity of the hydrological processes, leads to a necessity for scientifically based synthesises of such knowledges, including modelization and not only display. Such models, beyond their internal utility, can allow interfacing with neibourghing sciences, and render more easy to use this knowledges for water managers. But for success, some basic adapted concepts of such models or displays have to be defined, understandable for non-hydrologists, and this is not obvious without specific research. When such conditions are satisfied, fructuous things appear, like emerging properties, always too rare in hydrology. Attention must be given to maintain sufficient links betwwen analytical and synthetical approaches, so as to ensure the internal coherency of hydrology.; Le développement des connaissances en hydrologie et de la finesse de ses analyses, associé à l'incontournable complexité des processus hydrologiques, rend nécessaire une approche scientifique rigoureuse des aspects de synthèse vis à vis de ces connaissances, et y compris à un niveau de modélisation et pas seulement d'affichage. De tels modèles, outre leur usage en interne à la discipline, permettent les interfaçages avec les disciplines connexes, et facilitent l'usage des connaissances hydrologiques pour la gestion des eaux et de leurs milieux. Mais il faut que les modes de représentations et de modélisation choisis soient articulables sur ceux de ces autres displines et usagers, ce qui n'est pas accessible a priori, sans concepts adaptés, voire créés, pour cela. Sous ces conditions, ces pistes de recherches de synthèses apparaissent fructueuses, et révèlent des propriétés émergentes fort appréciables, car rares, en hydrologie. Mais il faut veiller à bien interfacer les niveaux d'analyse et de synthèse, pour assurer la cohérence interne en hydrologie.

The aim of this work is to adapt the index flood method to the flow-duration-frequency (QdF) approach.. Like rainfall intensity-duration-frequency curves, QdF curves represent discharge distributions relating to one duration d (d = 1, 3, ..., N days). The developed model describes Q(d,T) quantiles as a function of two variables: the return period T and the duration d. This local QdF model has been applied to about 150 basins from Ontario and Quebec provinces. On this area, different regional models had been tested, such as the index flood method. A regional QdF model is defined for each homogeneous region. It is then possible to obtain Q(d,T) quantiles, even for ungauged basins. Firstly, it appears that the local QdF model yields very satisfactory results. Furthermore, model parameters make it possible to characterise the local flood regime. Secondly, the regional QdF model shows a good regional validity. Nevertheless, for ungauged basins, the estimation of local flood indexes is still tricky. This is due to the fact that it is difficult to find relevant explanatory variables other than, obviously, catchment area., Le but de ce travail est d'adapter la méthode de l'indice de crue à l'approche débit-durée-fréquence (QdF). De façon analogue aux courbes intensité-durée-fréquence pour les précipitations, les courbes QdF constituent une collection de distributions, chacune étant relative à un débit de crue de durée d (d = 1, 3, ..., N jours). Le modèle fournit une relation analytique du quantile de crue Q(d,T) en fonction de la période de retour T et de la durée d. Le modèle local QdF a été appliqué sur 150 bassins des provinces de l'Ontario et du Québec. Plusieurs méthodes de régionalisation ont ensuite été testées, dont la méthode de l'indice de crue. Un modèle régional QdF a été défini pour chaque région homogène. Il est alors possible de reconstituer les quantiles de crue Q(d,T) sur un site non jaugé. Les résultats montrent un bon comportement du modèle local QdF, dont les paramètres caractérisent le régime local des crues. Le modèle régional QdF montre une bonne validité spatiale. Il reste toutefois difficile d'estimer l'indice de crue, sur un site non jaugé. Ceci est dû au fait que peu de variables explicatives restent pertinentes, après la superficie du bassin versant.

The paper presents a comparison of two unscaled modellings of discharge-duration-frequency curves, using a converging model and a multi-fractal model. The two approaches differ about the asymptotic behaviour of extreme rainfall or discharge distributions, as the first one gives an asymptotic distribution and the second one an algebraic distribution. Additional work should be undertaken to progress on this topic., L'article présente une comparaison de deux approches pour la modélisation des courbes débit-durée-fréquence, à l'aide du modèle local continu convergent et du modèle multifractal. Ces deux modèles conduisent à des résultats différents sur le comportement asymptotique de la distribution des pluies fortes et des crues, respectivement exponentiel et algébrique. Des travaux complémentaires devront être menés pour avancer sur cette question.

The Discharge-duration-Frequency approach, called QdF, makes possible to describe from a statistical point of view the flood hydrological regime of a catchment. Equivalent to Intensity-duration-Frequency curves for rainfall, QdF curves represent discharge distributions for different d durations. The QdF continuous model, presented in this paper, aims to describe continuously these distributions, as a function of d. When the statistical law is the exponential law, this model contains only four parameters. Consequently, these four parameters characterize the flood hydrological regime of the studied catchment. This methodology has been applied on about 80 basins ranging from 10 to 10 000 km² and coming from different French regions. This application has enabled us to validate developed model, and also, to characterize very different regimes., L'approche Débit-durée-Fréquence, dite QdF, permet de décrire d'un point de vue statistique le régime en crue d'un bassin. Equivalentes aux courbes Intensité-durée-Fréquence pour la pluie, les courbes QdF représentent les distributions de débits relatives à différentes durées d. Le Modèle Continu Débit-durée-Fréquence, présenté dans ce papier, permet de décrire ces distributions de façon continue, en fonction de d. Lorsque la loi statistique choisie est la loi exponentielle, ce modèle ne contient que quatre paramètres, ceci grâce à des propriétés observées d'invariance d'échelle. Ces quatre paramètres sont donc représentatifs du régime de crue du bassin étudié. Cette méthodologie a été appliquée sur 80 bassins de 10 à 10 000 km² de différentes régions de France. L'application a permis de valider le modèle développé sur différents régimes observés.

The Discharge-duration-Frequency approach, called QdF, makes it possible to describe from a statistical point of view the flood hydrological regime of a catchment. Equivalent to Intensity-duration-Frequency curves for rain, QdF curves represent discharge distributions for different d durations. The multidurations continuous model, presented in this paper, aims to describe continuously these distributions, as a function of d. When the statistical law is the exponential law, this model contains only four parameters, due to observed scale invariance properties. Consequently, these four parameters characterize the flood hydrological regime of the studied catchment., L'approche Débit-durée-Fréquence, dite QdF, permet de décrire d'un point de vue statistique le régime en crue d'un bassin. Equivalentes aux courbes Intensité-durée-Fréquence pour la pluie, les courbes QdF représentent les distributions de débits relatives à différentes durées d. Le Modèle Continu Débit-durée-Fréquence, présenté dans ce papier, permet de décrire ces distributions de façon continue, en fonction de d. Lorsque la loi statistique choisie est la loi exponentielle, ce modèle ne contient que quatre paramètres, ceci grâce à des propriétés observées d'invariance d'échelle. Ces quatre paramètres sont donc représentatifs du régime de crue du bassin étudié.

The QdF methodology (Flow(Q)-duration(d)-Frequency(F)) allows to describe the flood hydrological regime of a catchment. QdF curves synthesise raw information given by discharge time series: they yield the probability for a mean discharge on a duration d to be exceeded. A discharge distribution is then obtained for each duration d. Based on geometric properties of QdF curves, a general formulation has been found, which characterises QdF curves by four parameters: the mean annual discharge , a characteristic duration , and two parameters, describing the discharge distribution of one duration. This model is very interesting for many reasons. First, it avoids having to choose between one of the three former models developed by the Cemagref. Secondly, this model shows that every discharge distributions for a duration d can be deduced from just one distribution. Consequently, the instantaneous distribution (d=0) is not obligatory required, but can be deduced from other distributions corresponding, for example, to durations greater or equal to one day., La méthodologie QdF (débit(Q)-durée(d)-Frequence(F)) permet de décrire le régime hydrologique des crues d'un bassin versant. Les courbes QdF synthétisent l'information de débit des chroniques d'observation : elles renseignent sur la probabilité pour qu'un débit moyen sur une durée d soit dépassé. Pour chaque durée d, peut être ajustée une loi de distribution. Une formulation généralisée avec la durée d et la fréquence F, basée sur des propriétés d'invariance d'échelle des courbes QdF a été établie. Le modèle QdF comprend quatre paramètres : le module inter-annuel, une durée caractéristique de crue, et deux paramètres décrivant la distribution relative à l'une des durées étudiées. Ce modèle est très intéressant pour plusieurs raisons. Il évite de choisir entre les trois modèles à référence typologique développés ces dernières années par le Cemagref. Les distributions de différentes durées d peuvent se déduire d'une seule distribution connue. De ce fait, la distribution instantanée (d=0) n'est pas exigée et peut être déduite des autres distributions de durée d égale ou supérieure à un jour.

The Mediterranean region is subject to flash flood events that lead to many damages and sometimes to fatalities. Because not every little river's tributaries can be monitored, flash floods occur most often on small ungauged catchments with limited available data. In this context, the calibration of the hydrological model used within a flood warning system is a tricky task. The aim of this study is to evaluate the potential benefit of 'proxy data' in areas where no classical continuous flow measurements are available. Administrative services for example collect and archive large amounts of regional and local information over long periods based on observed damages, some of which can be used as proxy indicators for flood occurrences (e.g. infrastructure maintenance, insurance claims,...). To determine if such data could be helpful, a benchmark test is carried out, comparing three cases. In the first case the entire streamflow data series is used. In the second case, data from case 1 is degraded: only the date and value of the flood peak are retained. In the last case, only the date of the flood peak is used. This last case aims to imitate the case, where only proxy data collected by administrative services are available. The first case corresponds to the classical gauged basin case, which is used as reference. These 3 cases are carried out using a simple conceptual hydrological model (from the GR model family) and data coming from around 150 catchments located in the South East of France and covering a 10-year period (1997-2007). The performance of simulated runoff is evaluated using contingency statistics (CSI). A split-sample test is used in order to assess the robustness of the different calibrations. Results indicate that performances decrease from case 1 to case 3, case 2 being intermediate. Since the methodology developed for case 3 can be applied at ungauged locations, it seems that obtained alerts can be very helpful when no classical hydrological data is available to calibrate the hydrological model used in the flood warning system. This work has been made in the framework of the ongoing RHYTMME project. This project aims at developing a warning system in the south of French Alps, using radar rainfall data (http://rhytmme.cemagref.fr/synopsis).

International audience; Flash flood forecasting is one of the most difficult tasks in operational hydrology: by definition, affected catchments have a very short time response and, very often, no data are available to calibrate the models. In Europe, as mentioned by Gaume et al. (2009), particularly Mediterranean regions are subject to such events, but other inner continental countries can be affected as well, with dramatic consequences. Thus, there is a real need for operational tools, which make it possible to better anticipate this kind of event. The classical approaches for flood forecasting generally combine conceptual rainfall–runoff models that generate upstream discharges and hydraulic models that propagate this information through the monitored river network (Moore et al., 2005; Rabuffetti & Barbero, 2005). In such systems, real-time streamflow information can be assimilated in order to improve the forecasts (Berthet et al., 2009). But this approach cannot be adapted to small ungauged catchments located outside the monitored network. The flash flood guidance (FFG) method, used routinely in the USA, aims at providing flood warnings at ungauged locations. However, as mentioned by Reed et al. (2007), this method is based on a lumped model (the Sacramento model), using parameters transferred from bigger gauged catchments, and therefore can lead to scale problems. As shown by Reed et al. (2007), Blöschl et al. (2008) and Cole & Moore (2009), simple distributed models can now be used at an operational level, and provide realistic forecasts at ungauged locations. In this context, the aim of this paper is to present a flood warning system currently used in the south of France for ungauged catchments. The case study analysed concerns a dramatic event (causing 25 casualties) which affected the region of Draguignan on 15 June 2010. This approach, called AIGA, combines radar rainfall and a simple distributed hydrological model taking into account antecedent soil moisture conditions. The next section describes the method used in the AIGA approach. Then a case study application is presented followed by a few concluding remarks concerning future needs.