Etude expérimentale et numérique de la contribution des eaux infiltrées à la formation des débits des crues en zone méditerranéenne PDF Download
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Author: Ammar Taha Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 36
Book Description
L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DE CONTRIBUER A LA COMPREHENSION DU FONCTIONNEMENT HYDROLOGIQUE D'UN BASSIN VERSANT MEDITERRANEEN, NOTAMMENT A L'OCCASION DE SES CRUES. IL EST COMPOSE D'UN PREMIER VOLET EXPERIMENTAL DESTINE A L'OBSERVATION DU COMPORTEMENT DES EAUX SOUTERRAINES. CE VOLET INCLUT DES MESURES DE PRESSION DE L'EAU DANS LE SOL ET DE NIVEAUX DES NAPPES (FUGITIVES OU PERENNES) SOUS UN VERSANT (LIGNE DE PLUS GRANDE PENTE PERPENDICULAIRE A LA RIVIERE), ET UNE ANALYSE APPROFONDIE DES SOLS DU VERSANT: GRANULOMETRIES, CONDUCTIVITES HYDRAULIQUES IN SITU MESUREES A L'AIDE DE DIFFERENTS APPAREILLAGES, MESURES DE LA RETENTION EN EAU DES SOLS ETC. LES PROPRIETES HYDRODYNAMIQUES DES SOLS EN PLACE SONT EGALEMENT DECRITES. UTILISANT CETTE DESCRIPTION HYDRODYNAMIQUE, ON TENTE ENSUITE DE MODELISER LE COMPORTEMENT DU VERSANT LORSQU'IL EST SOUMIS A LA PLUIE. LA MODELISATION CHERCHE A REPRODUIRE LES INFILTRATIONS ET LES MOUVEMENTS DE NAPPES OBSERVES. POUR CE FAIRE ON DEVELOPPE UN MODELE D'INFILTRATION ET DE MONTEE DE NAPPE DANS UNE ZONE INCLINEE D'UN SOL MULTICOUCHE. POUR RESOUDRE L'EQUATION DE RICHARDS DIFFERENTES METHODES ONT ETE DEVELOPPEES. LA MEILLEURE, DANS NOTRE TRAVAIL, S'AVERE ETRE CELLE QUI UTILISE LES DIFFERENCES FINIES AVEC UN PROCEDE ITERATIF DES DIRECTIONS ALTERNEES. LES RESULTATS DE LA MODELISATION CONFIRMENT QU'EN CAS DE PLUIES IMPORTANTES, UNE NAPPE PEUT S'ELEVER RELATIVEMENT RAPIDEMENT A PROXIMITE DE LA RIVIERE ET L'ALIMENTER. TOUTEFOIS, LES FORTS DEBITS NE PEUVENT S'EXPLIQUER QUE PAR LA SATURATION DE L'ENSEMBLE DU PROFIL DU SOL QUI ENGENDRE LA MONTEE DE CES NAPPES ET PAR LES ECOULEMENTS DE SURFACE QUE CES AIRES SATUREES ENTRAINENT
Author: Ammar Taha Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 36
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DE CONTRIBUER A LA COMPREHENSION DU FONCTIONNEMENT HYDROLOGIQUE D'UN BASSIN VERSANT MEDITERRANEEN, NOTAMMENT A L'OCCASION DE SES CRUES. IL EST COMPOSE D'UN PREMIER VOLET EXPERIMENTAL DESTINE A L'OBSERVATION DU COMPORTEMENT DES EAUX SOUTERRAINES. CE VOLET INCLUT DES MESURES DE PRESSION DE L'EAU DANS LE SOL ET DE NIVEAUX DES NAPPES (FUGITIVES OU PERENNES) SOUS UN VERSANT (LIGNE DE PLUS GRANDE PENTE PERPENDICULAIRE A LA RIVIERE), ET UNE ANALYSE APPROFONDIE DES SOLS DU VERSANT: GRANULOMETRIES, CONDUCTIVITES HYDRAULIQUES IN SITU MESUREES A L'AIDE DE DIFFERENTS APPAREILLAGES, MESURES DE LA RETENTION EN EAU DES SOLS ETC. LES PROPRIETES HYDRODYNAMIQUES DES SOLS EN PLACE SONT EGALEMENT DECRITES. UTILISANT CETTE DESCRIPTION HYDRODYNAMIQUE, ON TENTE ENSUITE DE MODELISER LE COMPORTEMENT DU VERSANT LORSQU'IL EST SOUMIS A LA PLUIE. LA MODELISATION CHERCHE A REPRODUIRE LES INFILTRATIONS ET LES MOUVEMENTS DE NAPPES OBSERVES. POUR CE FAIRE ON DEVELOPPE UN MODELE D'INFILTRATION ET DE MONTEE DE NAPPE DANS UNE ZONE INCLINEE D'UN SOL MULTICOUCHE. POUR RESOUDRE L'EQUATION DE RICHARDS DIFFERENTES METHODES ONT ETE DEVELOPPEES. LA MEILLEURE, DANS NOTRE TRAVAIL, S'AVERE ETRE CELLE QUI UTILISE LES DIFFERENCES FINIES AVEC UN PROCEDE ITERATIF DES DIRECTIONS ALTERNEES. LES RESULTATS DE LA MODELISATION CONFIRMENT QU'EN CAS DE PLUIES IMPORTANTES, UNE NAPPE PEUT S'ELEVER RELATIVEMENT RAPIDEMENT A PROXIMITE DE LA RIVIERE ET L'ALIMENTER. TOUTEFOIS, LES FORTS DEBITS NE PEUVENT S'EXPLIQUER QUE PAR LA SATURATION DE L'ENSEMBLE DU PROFIL DU SOL QUI ENGENDRE LA MONTEE DE CES NAPPES ET PAR LES ECOULEMENTS DE SURFACE QUE CES AIRES SATUREES ENTRAINENT
Author: FRANCOISE.. LE MEILLOUR Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 320
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST UNE CONTRIBUTION A L'ANALYSE DES PROCESSUS DE FORMATION DES CRUES SUR UN BASSIN MEDITERRANEEN A L'OCCASION DES EPISODES PLUVIEUX. NOUS AVONS ESSAYE DE COMPRENDRE LES CARACTERISTIQUES HYDROLOGIQUES D'UN BASSIN PAR UNE DEMARCHE MECANISTE. POUR CELA, NOUS AVONS ETUDIE LA PART, DANS LE DEBIT DE LA RIVIERE PENDANT LES CRUES, DU DEBIT PROVENANT D'UN ECOULEMENT SOIT PAR RUISSELLEMENT GENERALISE, SOIT SOUTERRAIN OU DE SUBSURFACE, SOIT SUR ZONES SATUREES CONTRIBUTIVES. LE BASSIN VERSANT A ETE SCHEMATISE COMME LA SUCCESSION DE DEUX UNITES HYDROLOGIQUES: LE VERSANT ET LE RESEAU HYDROGRAPHIQUE. AINSI, LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ANALYSE MECANISTE DES APPORTS A LA RIVIERE A L'ECHELLE DU VERSANT. POUR CHAQUE PROCESSUS, UNE ETUDE EXPERIMENTALE A ETE MENEE AFIN D'ETUDIER LES LOIS QUI REGISSENT CES ECOULEMENTS. NOUS AVONS MONTRE QUE LES ECOULEMENTS EN SURFACE NE SUIVENT PAS UNE LOI D'ECOULEMENT PLAN TURBULENT. LES ECOULEMENTS EN LITIERE, IMMEDIATEMENT SOUS LA SURFACE DU SOL, SUIVENT UNE LOI DE MANNING. ENFIN, LES ECOULEMENTS DE SUBSURFACE SUIVENT UNE LOI DE DARCY. A L'ECHELLE DU VERSANT, LA MODELISATION DES ECOULEMENTS AVEC LES LOIS MESUREES NE LES ENTRETIENT JAMAIS ASSEZ LONGTEMPS POUR EXPLIQUER LES HYDROGRAMMES DE BASSIN. LA SECONDE PARTIE DE CE MEMOIRE CONSISTE EN UNE MODELISATION A L'ECHELLE DU BASSIN DES ECOULEMENTS DANS LE CAS DES TROIS PROCESSUS DE FORMATION DES CRUES. CETTE MODELISATION A CHERCHE A REPRODUIRE LES HYDROGRAMMES DU BASSIN. ON MONTRE QUE LORSQUE LE BASSIN EST SEC, LES ECOULEMENTS PROVIENNENT PRINCIPALEMENT DU RUISSELLEMENT GENERALISE. LORSQUE LE BASSIN EST PLUS HUMIDE, LES PLUIES METTENT D'ABORD EN ACTIVITE DES ECOULEMENTS SOUTERRAINS ET DE SUBSURFACE, PUIS SI LES PLUIES SONT IMPORTANTES, LE MECANISME D'ECOULEMENT SUR SURFACES SATUREES CONTRIBUTIVES DEVIENT PREPONDERANT
Author: K. J. Beven Publisher: ISBN: Category : Computers Languages : en Pages : 368
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The current popularity of the rainfall-runoff model Topmodel is a direct result of the widespread availability of catchment GIS systems and particularly of digital terrain maps. Water flows downhill, therefore topography must be hydrologically significant, therefore how can the digital terrain data be used in hydrological modelling to improve the realism of the predictions? There are not many choices available: Topmodel is one of them but the concepts on which it is based will not be applicable everywhere (see some of the papers in this volume). Indeed, one of the most important aspects of the use of Topmodel is the possibility of mapping the simulations back into space so that the distributed predictions can be compared with field observations. The experiences reported here in applications from around the world represent an excellent summary of the success and limitations of the concepts in a wide variety of environments. Topmodel was never intended to be a fixed model structure but rather a set of concepts that could be modified if required. As such it is important that the experiences of other uses can be gathered together and passed on.
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L'objet de cette thèse est de vérifier les capacités d'un code de calcul 2D à simuler les inondations en zones fortement urbanisées. Il apparaît que des erreurs de simulation ont lieu lors du calcul des écoulements rapides dans les carrefours. Une étude expérimentale et analytique a alors eu lieu afin de vérifier les formes d'écoulement qui apparaissent dans les carrefours en période d'inondation et afin de vérifier les capacités du code de calcul à simuler ces écoulements. Il est apparu qu'une typologie de ces écoulements pouvait se dégager en fonction de la nature des ressauts hydrauliques qui se développent et que le code de calcul est apte à représenter les champs de hauteur d'eau ainsi que les répartitions de débits dans les rues aval. Cependant, certaines incertitudes concernant le calcul des hauteurs d'eau localement subsistent.
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Les crues « éclair » parfois dévastatrices qui touchent les bassins versants méditerranéens du Sud de la France sont difficiles à anticiper. Leur prévision passe par l'utilisation de modèles pluie-débit, dont l'efficacité est encore limitée par les incertitudes liées notamment à la variabilité spatiale des pluies méditerranéennes et à la caractérisation de l'état hydrique initial des hydrosystèmes. Dans le cas de bassins karstiques, à ces incertitudes s'ajoutent celles liées à la dynamique des aquifères et à leur rôle sur la formation des crues. La première partie de ce travail de thèse propose un modèle pluie-débit horaire, distribué, événementiel et parcimonieux pour reproduire les crues « éclair » à l'exutoire du bassin karstique du Lez (Montpellier) de 114 km2. Le modèle est évalué non seulement sur la qualité des simulations de débits mais aussi sur la qualité de son initialisation obtenu grâce à une relation entre sa condition initiale et divers indicateurs de l'état hydrique de l'hydrosystème. Calibré sur 21 épisodes de crues, le modèle fournit des simulations satisfaisantes, et sa condition initiale est significativement corrélée à l'indice d'humidité Hu2 du modèle SIM de Météo-France ou à la piézométrie dans l'aquifère du Lez. Les pluies mesurées par radar en début d'automne sont de bonne qualité et conduisent à une amélioration des simulations de débit et de l'estimation de la condition initiale du modèle. En revanche, les pluies mesurées par radar en fin d'automne sont de moindre qualité et n'améliorent pas les simulations. Face aux incertitudes liées à la paramétrisation du modèle ou à l'estimation des pluies radar, la deuxième partie du travail de thèse analyse l'apport de l'assimilation des débits observés pour corriger en temps réel les paramètres les plus sensibles du modèle et notamment sa condition initiale ou les pluies radar en entrée du modèle. La procédure d'assimilation de données a été mise en place à l'aide du coupleur PALM, qui permet de relier modèle hydrologique à l'algorithme d'assimilation. La correction de la condition initiale du modèle permet généralement d'améliorer les prévisions (sous hypothèse de pluie future connue); la correction de la pluie a des effets similaires. Néanmoins les limites de cette correction sont atteintes dans le cas où le modèle ne reproduit pas de façon satisfaisante la partie initiale de montée des eaux, ce qui pourra être amélioré par la suite. Finalement, ce travail de thèse montre que la complexité d'un bassin karstique peut être représentée efficacement à l'aide d'un nombre réduit de paramètres, pour simuler les débits, et contribue à l'amélioration des outils opérationnels pour la prévision des crues.
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LA FORMATION D'EAU PROFONDE EN MEDITERRANEE NORD OCCIDENTALE ET LA CIRCULATION HORIZONTALE QU'ELLE INDUIT SONT ETUDIEES DANS UN BASSIN RECTANGULAIRE EN UTILISANT UN MODELE TRI-DIMENSIONNEL AUX EQUATIONS PRIMITIVES. LE BASSIN EST FORCE PAR UNE CLIMATOLOGIE DE FLUX DE CHALEUR ET DE SEL, PAR UN CHAMP DE TENSION DE VENT, OU LES DEUX SIMULTANEMENT. LE MODELE EST CAPABLE DE REPRODUIRE LES PRINCIPAUX TRAITS DU PROCESSUS DE FORMATION D'EAU PROFONDE, EN PARTICULIER LE DEVELOPPEMENT DE MEANDRE PAR UN PROCESSUS D'INSTABILITE BAROCLINE QUI SE PRODUIT A LA PERIPHERIE DE LA ZONE CONVECTIVE. IL EST MONTRE QUE LA CIRCULATION REGIONALE CYCLONIQUE EST ESSENTIELLEMENT FORCEE PAR LES FLUX THERMOHALINS, TANDIS QUE L'ADDITION D'UNE TENSION DE VENT EN SURFACE CONTRIBUE AU PRECONDITIONNEMENT DE LA FORMATION DE L'EAU PROFONDE
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La formation d'eau profonde en mediterranee nord occidentale et la circulation horizontale qu'elle induit sont etudiees dans un bassin rectangulaire en utilisant un modele tri-dimensionnel aux equations primitives. Le bassin est force par une climatologie de flux de chaleur et de sel, par un champ de tension de vent, ou les deux simultanement. Le modele est capable de reproduire les principaux traits du processus de formation d'eau profonde, en particulier le developpement de meandre par un processus d'instabilite barocline qui se produit a la peripherie de la zone convective. Il est montre que la circulation regionale cyclonique est essentiellement forcee par les flux thermohalins, tandis que l'addition d'une tension de vent en surface contribue au preconditionnement de la formation de l'eau profonde
Author: Pierre Balayn Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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La modification du lit des cours d'eau lors des crues perturbe les activités humaines. Elle peut favoriser les inondations, menacer la ressource en eau (drainage de la nappe phrééatique, comblement des retenues),déstabiliser les ouvrages (ponts, digues, seuils) et de manière plus large perturber leur exploitation (sédimentation dans les canaux d'irrigation ou les collecteurs d'assainissement). Pour mieux comprendre les mécanismes et prévoir leurs effets, un modèle conceptuel d'évolution de la forme et de la composition du lit est proposé. Son originalité réside dans la représentation synthétique des caractéristiques sédimentaires par deux descripteurs : un diamètre et un paramètre d'étendue granulométrique.Sur ce principe, la notion de compartiment sédimentaire est définie et utilisée dans le modèle de bilan solide. Cette modélisation a l'avantage d'éviter un découpage arbitraire de l'étendue granulométrique en fractions et permet en outre un calcul intrinsèque de l'épaisseur de la couche de mélange. Le modèle est mis en oeuvre dans un code monodimensionnel. Il est testé à la fois sur des cas théoriques et sur des mesures de laboratoire. Dans l'ensemble des situations modélisées, son comportement géomorphologique est satisfaisant. Trois applications à des cas réels sont considérées. Elles illustrent des situations extrêmement variées : chasses hydrauliques en collecteur d'assainissement, sédimentation de particules fines en canal d'rrigation et passage de crues dans un bief de rivière. Les résultats du calcul montrent la pertinence du modèle d'évolution de la forme du lit et de sa composition. Les prédictions qualitatives sont conformes aux attentes et les prévisions quantitatives largement acceptables. Le recours à une méthode de lissage des paramètres géométriques pourrait encore améliorer les résultats.
Author: SAMIR.. IDIR Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 264
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L'IDENTIFICATION DE L'ORIGINE DE L'EAU ET DES ELEMENTS CHIMIQUES QUI ALIMENTENT LE COURS D'EAU EN PERIODE DE CRUE EST TRES IMPORTANTE POUR DETERMINER LES PROCESSUS DE GENERATION DE DEBIT ET LES FLUX D'ELEMENTS ASSOCIES. L'ETUDE DE NOMBREUSES CRUES ECHANTILLONNEES DANS LE BASSIN VERSANT DU STRENGBACH A PERMIS D'ABOUTIR A UNE TYPOLOGIE DE CRUE BASEE SUR LEURS CARACTERISTIQUES CHIMIQUES ET HYDROLOGIQUES AINSI QUE SUR LES CONDITIONS INITIALES DE CE SITE. LE COMPORTEMENT DES ELEMENTS MAJEURS, COMME K, CA, MG, CL ET NO#3 AVEC LA VARIATION DU DEBIT, DIFFERE D'UNE CRUE A L'AUTRE EN FONCTION DES CONDITIONS HYDRIQUES INITIALES, DE LA TYPOLOGIE DE LA CRUE ET DE LA VEGETATION. ILS SONT PARFOIS DILUES ET PARFOIS CONCENTRES. EN REVANCHE, NA, SI ET SO#4 SONT SYSTEMATIQUEMENT DILUES AVEC L'AUGMENTATION DU DEBIT ALORS QUE LE COD EST SYSTEMATIQUEMENT CONCENTRE. CES ELEMENTS PRESENTENT UN COMPORTEMENT HOMOGENE D'UNE CRUE A L'AUTRE QUELLES QUE SOIENT LES CONDITIONS INITIALES ET PEUVENT DONC ETRE RETENUS COMME TRACEURS EFFICACES DES ECOULEMENTS DANS CE BASSIN. L'ECOULEMENT DE CRUE EST ENGENDRE PAR DEUX ZONES CONTRIBUTIVES DANS LE BASSIN VERSANT : LES HORIZONS PROFONDS DES VERSANTS CARACTERISES ESSENTIELLEMENT PAR DES EAUX RICHES EN PRODUITS D'ALTERATION (NA, SI) AYANT CIRCULE LONGTEMPS DANS LE BASSIN, ET LES HORIZONS DE SURFACE DE LA ZONE SATUREE QUI CONTRIBUENT PRINCIPALEMENT PAR DES EAUX DE SURFACE RICHES EN CARBONE ORGANIQUE DISSOUS, NOTAMMENT EN DEBUT DE CRUE. LA PROPORTION D'ECOULEMENT ENGENDRE PAR LA ZONE CONTRIBUTIVE HORIZONS PROFONDS DES VERSANTS EST DOMINANTE ET EST ESTIMEE ENTRE 68 ET 82% DE L'ECOULEMENT TOTAL DE CRUE PAR LA DECOMPOSITION DES L'HYDROGRAMMES DE CRUES DU 18 MAI 1994 ET DU 22 JUILLET 1995 A L'AIDE DU COD ET DE LA SILICE. LES EXPORTATIONS D'ELEMENTS MAJEURS HORS DU BASSIN SONT DUES PRINCIPALEMENT A LA CONTRIBUTION DES HORIZONS PROFONDS DES VERSANTS (ENTRE 60 ET 99% POUR LES DEUX CRUES DU 18 MAI 1994 ET DU 22 JUILLET 1995). LES HORIZONS DE SURFACE DE LA ZONE SATUREE DOMINENT PRINCIPALEMENT LES EXPORTATIONS DE COD (58% EN MOYENNE POUR LES DEUX CRUES). LES EXPORTATIONS DE MATIERES DISSOUTES DANS LE BASSIN VERSANT DU STRENGBACH SE FONT PRINCIPALEMENT EN PERIODE DE CRUE. EN EFFET, LORS DE L'ANNEE HYDROLOGIQUE 1988-1989, L'ENSEMBLE DES CRUES, QUI TOTALISENT 77% DE L'ECOULEMENT ANNUEL, SONT RESPONSABLES DE 68 A 92% DES EXPORTATIONS D'ELEMENTS MAJEURS. ON A CONSTATE QUE LES EXPORTATIONS D'ELEMENTS MAJEURS SE FONT D'UNE MANIERE ACCENTUEE LORS DES CRUES QUI SE PRODUISENT DANS DES CONDITIONS HYDROLOGIQUES ET HYDRIQUES SECHES, POUR UN MEME VOLUME D'EAU ECOULE. LES EXPORTATIONS HORS DU BASSIN LORS DE L'ENSEMBLE DES CRUES PEUVENT ALORS ATTEINDRE 75% DES EXPORTATIONS ANNUELLES POUR CERTAINS ELEMENTS.
Author: Ammar Taha
Author: Ammar Taha
Author: FRANCOISE.. LE MEILLOUR
Author: K. J. Beven
Author: 
Author: Emmanuel Mignot
Author: Mathieu Coustau
Author: GURVAN.. MADEC
Author: Gurvan Madec
Author: Pierre Balayn
Author: SAMIR.. IDIR