Contribution l'tude du ruissellement urbain en ? 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 PLAN Prambule

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UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DU LANGUEDOCINSTITUT FRANAIS DE RECHERCHE SCIENTIFIQUE POUR LEDEVELOPPEMENT EN COOPERATION (ORSTOM)MEMOIRE DE D.E.A.CONTRIBUTION A L'ETUDE DU RUISSELLEMENT URBAINEN AFRIQUE DE L'OUEST:compatibilit de logiciels d'hydrologie urbaine avec lesconcepts de ruissellement proposs en Afrique de l'OuestPrsent le 20/10/89 par M. NDOYE Issa-Diopdevant le jury compos de :MM. C. BOCQUILLONC. BOUVIERM.DESBORDESJ.C. HEMAIN111111111111111111PLANPrambuleIntroduction 11re PARTIE : RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE 2Introduction 31. Les modles d'assainissement pluvial 41.1. Modles pluvio mtriques 7a) Gnralits 7b) Modlisation pluviomtrique en Afrique de l'Ouest.. 8b1. Pluie de Projet. 8b2. Simulation de chroniques 11c) Conclusion 131.2. Modles de ruissellement 14A. Pertes au ruissellement 14a) Gnralits 14a.1. Modlisation des pertes 15b) Modtisation des pertes: cas de l'Afrique de l'Ouest.................................................................................................................18B. Modle de ruissellement. 19a) Gnralits 19a.1. Modles conceptuels 20b) Modles utiliss en Afrique de l'Ouest.. 22b.1. Modles drivs de la formule rationnelle 22b.2. Modle propos par Desbordes 24b.3. Modles labors par les chercheurs de1'0RSTOM 241. Gnralits 242. Dfinition des surfaces de ruissellement.........................................................................................253. Modles de production 264. Remarques sur ces modles 271111111111111111111.3. Modles d'coulement en rseau 28a) Gnralit.s 28b) Modles de transfert utiliss en Afrique de 'OuesL 29- Formule rationnelle 29- Oprateur de Lebarb 29- Modle rservoir linaire 291.4. Conclusion bibliographique 302me PARTIE : PRESENTATION DES LOGICIELS 311. Logiciel M()use 32A. Modle de ruissellement A 321. Hypothses et principes 322. Schma de transfert 32B. Modle de ruissellement Niveau B 341. Principes 342. Processus hydrologiques 353 - Processus hydrauliques: Thorie 364. Calculs hydrologiques 39Il - Prsentation du logiciel Teresa 40A. Le module de gnration des hyetogrammes de base 40B - Le module de production 40C. Le module de ruissellement 411. Bassins urbains 412. Bassins ruraux 43D. Dtermination du p~ramtre K 441. Bassin urbain 442. Bassin rural 44E. Module hydraulique 44III - Compatibilit : Mouse, Teresa, Modles ORSTOM 481. Modle 1 Niveau 1 48a} Mouse 48b} Teresa : 482. Modle 1 Niveau 2 53a) Mouse : 53b) Teresa 531111111111111111113. Modle 2 Niveau 1 53a) Mouse 53b) Teresa 534. Modle 2 Niveau 2 54a) Mouse 54b) Teresa 545. Utilisation pratique des 2 logiciels 54a) Dfinition des surfaces de ruissellement.. 55al. Teresa 56a2. Mouse 56b) Schmas de ruissellement et donnes 56bl. Mouse 57b2. Teresa 593me PARTIE : CAS D'APPLICATION 631. Simulations: rsultats 641. Modle 1 Niveau 1 : Ml Nl 65a) Mouse 65a.l. Donnes de simulation 65a.2. Production calcule 66a.3. Production simule 66b)Teresa 672. Modle 1 Niveau 2: M1N2 69a) Mouse 69b) Teresa 693. Modle 2 Niveau 1 70a) Mouse 70b) Teresa 714. Modle 2 Niveau. 2 71a) Mouse 71Il. Rsultats : commentaires et remarques 731. Modle 1 73a) Mouse (Niveau B) 73b) Teresa 732. Modle 2 , 74a) Mouse (Niveau A) 74b) Teresa 74111111111111111111III. Remarques et conseils pratiques d'utilisation 75A. Modle 1 751. Mouse : utiliser le niveau B 75a) Dfinition des surfaces de ruissellement.. 75b) Production 75c) Transfert 762. Teresa 76a) Surfaces de ruissellement.. 76b) Production 76c) Transfert 76B. Modle 2 771. Mouse : utiliser le niveau A de mouse 77a) Surfaces de ruissellement.. 77b) Production et transfert 772. Teresa 77a) Surfaces de ruissellement.. 77b) Production et transfert 78Conclusion gnrale 79Bibliographie 80Liste des figures et tableaux 83Annexes 84111111111111111111INTRODUCTIONL'hydre.: gie urbaine est un domaine de recherche relativement rcenten Afrique d~ l'Ouest. Par le pass, on s'est content d'utiliser et d'appliquerles concepts ~! mthodes d'assainissement pluvial mis au point dans les payseuropens. CS concepts et mthodes ont t la base de l'laboration desoutils oprat.:nnels d'assainissement pluvial.Les rec-:erches menes dans le domaine de l'hydrologie urbaine enAfrique de 'Ouest (Lebarb et Bouvier au Burkina Faso et au Niger,Sighomnou n Cte d'Ivoire) ont montr l'inadquation des conceptsclassiques c' -:ydrologie urbaine (la formule rationnelle et ses drivs) dans lecontexte urb~;n ouest-africain.\1 imper:e ds lors de rechercher les voies et moyens d'utilisation desoutils opr:ionnels d'assainissement pluvial en tenant compte desspcificits cu milieu urbain ouest-africain. Notre mmoire de recherches'inscrit dans cette perspective.La pre,-:ire partie est consacre l'tude bibliographique concernantles modles j'assainissement pluvial et leur application en Afrique de l'Ouest.La sec~nde partie dveloppe une tude de l'utilisation de 2 logicielsd'hydrologie urbaine Mouse et Teresa et une rflexion sur la compatibilit deces logiciels avec les concepts proposs pour l'Afrique de l'Ouest.Dans la troisime et dernire partie, nous avons vrifi l'utilisabilit deces logiciels en traitant d'un cas particulier d'un bassin urbain de la ville deNiamey au Niger.1111111111111111111PREAMBULEMes remerciements vont tout d'abord M. Jaccon, responsable duLaboratoire d'Hydrologie de l'OR8TOM de m'y avoir accept commestagiaire.Je remercie sincrement M. C. Bouvier de m'avoir encadr, conseill etencourag pendant toute la dure de mon stage.Je remercie galement la plupart des chercheurs du laboratoire o j'aitrouv de bonnes conditions de travail et une atmosphre chaleureuse.Mes remerciements vont aussi aux chercheurs du L.H.M. qui ont bienfacilit mon travail de traitement avec les logiciels Mouse et Teresa.Je remercie M. Bocquillon d'avoir bien voulu prsider ce jury, et MM.Desbordes M. et Hemain J.C. d'avoir bien voulu en faire partie.21111111111111111111re PARTIERECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE2111111111111111111INTRODUCTIONDans notre rapport bibliographique, nous nous proposons de prsenterl'tat de l'art, de manire synthtique dans le domaine de l'assainissementpluvial, en Afrique de l'Ouest.Nous y traitons successivement des modles pluviomtriques, desmodles de ruissellement et des modles d'coulement dans les rseaux.En ce qui concerne les modles pluviomtriques, nous faisons le pointsur les modles les plus utiliss : les modles de pluie ponctuelle, lesmodles de pluie de projet et les modles de distributions spatiales.En second lieu, nous avons expos les principes d'laboration desmodles de ruissellement aprs avoir trait des modles de pertes auruissellement. Nous terminerons cette partie consacre au ruissellement parles modles utiliss en Afrique de l'Ouest.La partie consacre aux modles d'coulement dans les rseauxconclut notre rapport bibliographique.Nous n'avons pas dvelopp dans ce rapport les bases thoriques desdiffrents modles cits. Les rfrences bibliographiques donnes en annexecomblent cette lacune. Le lecteur intress pourra les consulter avec profit.31111111111111111111. LES MODELES D'ASSAINISSEMENT PLUVIALLes phnomnes hydrologiques (pluie, ruissellement) et hydrauliques(coulement dans les rseaux) sont complexes en milieu urbain. En effet, cesphnomnes prsentent une trs grande variabilit spatio-temporelle et sontsouvent d'occurrence alatoire.On conoit ds lors que seule une analyse fine spatio-temporelle desphnomnes hydrologiques et hydrauliques puisse permettre de proposerdes solutions judicieuses aux problmes poss par l'assainissement pluvial.De ce constat, est ne en hydrologie urbaine la simulation de cesphnomnes (modles) dont l'approche peut tre phys.ique, analogique oumathmatique, voire empirique.Ainsi ont t mis au point de nombreux modles dcrivant les diversescomposantes du cycle de l'eau en milieu urbain. L'agencement de rnpdles(ou modules) simulant la pluie, le ruissellement superficiel et l'coulementdans les rseaux de drainage a conduit la notion de modled'assainissement (voir Fig. 1 et 2) qui apparat comme ecun systmed'organisation et de commande des oprations de simulation ralises pardes modles spars. La mise en uvre des modles ncessite alors lechoix d'un pas d'espace et de temps qui peut tre variable selon les castudis et l'approche des phnomnes. C'est ce qui explique la profusiondes modles d'assainissement rencontrs dans la littrature dont lesdiffrences rsident dans le niveau d'analyse spatio-temporelle et/ou lesapproches (((coles).La structure des modles d'assainissement pluvial utiliss en Afrique del'Ouest est la mme que pour ceux mis au point en Europe mais l'laborationdes modles pluviomtriques, d'coulement superficiel et de propagationdans les rseaux se heurte plusieurs problmes lis l'tat actuel de larecherche dans ces diffrents domaines dans le contexte urbain ouest-africain.Nous prsenterons successivement en nous rfrant la figure 1 : lesmodles pluviomtriques, les modles de ruissellement superficiel et enfin lesmodles d'coulement dans les rseaux.45HYDROLOGIEHYDRAULIQUE~RUISSELLEMENTPHENOMENESPLUVIOtTRIQUESECOULEMENT EN RESEAUFil:rure ~ - Organisation gnrale des modlesd 1 assainissement( DE~OROeS ) 1984 )1111111111111111111PLUIE El tllI fOIIITl( m.1O. aI7l'1)- lID. 10 : COOrdOllllfts du polIR('plceaue de l'once 011 autre) --tlSORTIES 1- Ml : pu de temps de cUtWtlO1l11- PWIE tllII~2 - CHIlO:IOLOCIE DE PWIES111DOlItfEESl--I-~l - DISTIlIBJ'l'IOIt SPAorUI.E STA'l'IQIJE2 - nm.tlEl'lCES 00 RELIEF3 - DE:PLACEMEI'IT DES AVERSES1 (IIID". 1IIDy1' aM'2)~. lIIDyl pas d' esp.eeaM'2 pILS de tempaB---1 SORTIES 1crl SORTIIS \1Dt11tratl~~1 e : p1l11e efflcace ou Dette2 - SOIS PERMEABLES(pertes Wt1ales.etc )1 e(~. aDT2 DDT3)PERTES AU llUISSELIDOTl - SOIS IMPERMEABLES(pertes 1111t1ales)111111RtIISSEL1DNTl '7' SOIS PE1lMEABLES OU BASS1JIS BllRAUX1DONNEES~ 2 - SOIS IMPEIlMEABLES OU BASSIlfS URBAmSQrl(Xl. Yl. a DT4)Qr1 : Jl:ydrograJllllle de nssellellletttxl. Yl : lDcallsatioa de Qrlo4 S0RTItS 11 '.1 l - ISEAUX llAMIYIESE12 - ISEAUX MAILLES3 - PIlOPAGATIOIt A SllRFACl: LIBRE4 - PIlOPAG:.TIOIt EI'I CIIAllGE11DONNEES I----~ 5 - JONCT:ONS DE COLI.EC':'EllRSOU NOEUDS DE RESEAU6 - OUVRAGES SPECIAUX0.5.1. 0.S.2 O.S.aH SORTIES 11117 - ECOUIDNTS ANNEXES\temps sec. ra1Dage, 1ajectioad' hydrogr8lllllleS, dbordemen'ts,ete...Qj(Xj' Y.l.n M"5)1 SORTIES - P.ES'JL':':'':'S I,... .......,j1 Str~cture gnrale des moales d'assainissement(~bord~ .IQiM)61111111111111111111.1. MODELES PLUVIOMETRIQUESa) GnralitsLa pluie est un phnomne alatoire dans le temps et spatialementdistribu, c'est ce qui explique l'approche souvent probabiliste quant "laboration des modles pluviomtriques. Classiquement la plupart desmodles pluviomtriques sont regroups en trois grandes classes : lesmodles ponctuels, les modles de pluie de projet et les modlesprobabilistes. Par rapport notre sujet d'tude et l'objectif de reconstitutiondes quantiles de dbit, nous considrerons deux types de roodlespluviomtriques :Le modle de pluie de projet d'une part et la simulation de chroniquesde dbit qui ont fait l'objet de recherches dans le contexte ouest-africain.- Pluies de Projet :Les modles de pluie de projet sont labors partir de l'analyse desobservations pluviomtriques influenant de manire prpondrantel'coulement et auxquelles on peut rattacher une probabilit d'occurrence. Cesont donc des hyetogrammes synthtiques qui servent d'entre aux modlesde ruissellement. De nombreux chercheurs ont laiss leur nom aux modlesde pluie de projet qu'ils ont proposs (Keifer, Normand, Desbordes, etc.) etqui diffrent par leur approche des caractristiques de la pluie les plusmarquantes en regard du ruissellement. Nous dvelopperons par la suitequelques aspects des modles de pluie de projet tests en Afrique del'Ouest : le modle de pluie de Projet "Desbordes" et les courbes Intensit-Dure-Frquence souvent associs aux modles rationnels.L'avantage principal de la pluie de projet rside dans le fait qu'il s'agitd'un vnement synthtique. L'inconvnient particulier du modle de pluie deprojet est la difficult rattacher une probabilit fiable de dbit uneprobabilit de pluie.- Simulation de chroniques de dbitLa mesur pluviomtrique -et/ou pluviographique permet de dcrir-e lastatistique de la pluie ou une station donne ou sur une rgionclimatiquement homogne. Ces chroniques de pluie permettent ainsi desimuler des chroniques de dbit. L'avantage de ces simulations est le calculdirect des probabilits de dbit qui est une donne essentielle pour laralisation d'ouvrages d'assainissement pluvial. La simulation deschroniques de dbit se heurte souvent, et c'est l son principal inconvnient.7b) Modlisation pluviomtrique en Afrique de l'Ouest l'absence de donnes pluviomtriques locales et la lourdeur du traitementdes donnes.4 h temps8i 15' il 1 h,.1,,111,,intensit moyenne maximale: frquence: dure de l'intervalle de tempst (DM)l.M.M.FTiltlFig. 3: Pluie de projet type Desbordes(DM est ici reprsente par la dure 15' 1 hl(Sighomnou. 1988)avecb1. Pluie de Projet- Courbes Intensit-Dure-FrquenceCe sont des modles probabilistes empiriques liant l'intensitmoyenne maximale de la pluie brute avec la frquence et la dure del'intervalle de temps considre. Nous donnons titre d'exemple la formuleanalytique de Montana (1) :I.M.M (T,F) = a (F) . Tb(F) (1 )Les travaux raliss dans ce domaine en Afrique de l'Ouest concernentprincipalement la pluie de projet et la simulation de chroniques de dbits.111111111111111111'50 +---11-------...,240To"",.I....)20 40 60 8Q 100Temps cumul en %80+--+----!~iI...j,q..:.80100,-.---_-.---_.,....-_,....-........,,_cc::50+--+--f---Hu.:!!!::>540+-_+------,~i20 t-1 ~~~~'I--+---:--~'20'0o20 40 50 80 100 0Temps cumul enolob100 -.---_.---_,.........".,...--.....".._"",._...e 8 0 +-----!----!-h4-~(CI> 60 i--r---H'J.'rH-T-+---t---+:!!!::>E~ 40 i--'-ft"'f:'HI1If---.......J...--+"li>":;i: 20+---h~f-if-----..----r---+950+---1'00+--__1DM,: 30"'"T~5.t'8-~- -,Fig.4: Exemple de pluie de projet ..1/4 avant.. Adiopodoum(Sighomnou, 1988)Fig. 5 .a, b, C : Distribution des volumes prcipits en fonction du temps Adiopodoum(Sighomnou, 1988)a, b : paramtres dpendant du lieu, de la longueur de sries d'observations,du mode de .dpouillement adopt des pluviogrammes et de l'intervalle detemps T.De nombreuses relations empiriques analogues celles de Montana ontt tablies. Certaines ont t amliores par une approche rationnelle desdistributions statistiques de certaines caractristiques de la pluie auxquelleson a ajust des fonctions de distributions de probabilit. La plupart desfonctions utilises ont un comportement asymptotique de type exponentiel(lois log-normal 3 paramtres, lois exponentielles. voire lois de valeursextrmes type Gumbel).111111111111111111111111111111111111L'quation (2) donne la forme gnra~s lois exponentielles :F (IMM, T) = 1 - e-a(T) [ IMM , T -lo(T)]" (t) (2)a et n sont les paramtres de la loi, T : la dure de l'intervalle de temps, F : laprobabilit.Les paramtres des lois de distribution sont souvent dtermins par lamthode des moments ou celle dite du maximum de vraisemblance.Brunet-Moret a tabli pour la plupart des stations pluviomtriques delongue dure de l'Afrique de l'Ouest francophone les courbes lOF pourdiffrents intervalles de temps.Les courbes lOF associes aux modles rationnels ont servi dimensionner la plupart des rseaux d'assainissement pluvial en Afrique del'Ouest francophone.- Modle de pluie de projet Oesbordes" repose sur Je constat que seules quelques caractristiques deshyetogrammes sont dterminantes pour le ruissellement. Une tude desensibilit a permis de dterminer ces caractristiques:- une dure maximale d'averse de 4 h et la hauteur H tombe au cours decette dure;- une priode de pluie intense de dure variant de 15 mn 1 h et la hauteurde pluie sur cette dure;- la position de la priode de pluie intense sur la dure totale;- une forme simple doublement triangulaire,- une discrtisation un pas de temps infrieur 5 mn.La figure 3 ci-aprs reprsente l'allure de ce hyetogramme synthtique.Le modle a t utilis par Sighomnou Adiopodoum (Cte d'Ivoire)sur un chantillon de 190 pisodes pluvieux. Il ressort de l'tude que lastructure de la pluie de projet Oesbordes est la mme qu' Adiopodoum ladiffrence des positions de maximum d'intensit (voir figure 4 : pluie de projetcc 1/4 avant Adiopodoum). Les rsultats satisfaisants obtenus Adiopodoum en utilisant ce type de structure comme entre pour laproduction de l'coulement, permettent d'envisager, des fins degnralisation, l'tude pluviographique pour d'autres stations ouest-africaines.- Modle de HUFF (pluie de projet ISWS)C'est une mthode mise au point par l'Illinois State Water Survey(ISWS) qui permet de traduire statistiquement la forme des pluies par desdiagrammes adimensionnels qui donne l'volution de la proportion de10111111111111111111hauteur totale prcipit~ en fonction de la proportion de la dure. Elle peuts'crire:!!.ill_ f (_t)HT - DpH (t) hauteur totale prcipite l'instant tHT : hauteur totale de la pluiet : temps coul depuis de dbut de la pluieDp : dure totale de la pluie.Quatre types de pluie sont dfinis selon la position de la priode intensede la pluie (voir figure 5 ci-aprs).Sighomnou a obtenu des rsultats satisfaisants pour la simulation Adiopodoum mais la mthode de HUFF n'est pas gnralisable.b.2. Simulation de chroniQuesIl n'est pas souvent ais de pouvoir disposer sur une rgiondonne de chroniques pluviomtriques en n'importe quel point. Ceci nousamne aborder le problme de la variabilit spatiale de la pluie qui estsouvent rsolue par des modles de distribution spatiale.- Distribution spatiale : gnralitsL'approche de ces modles est double.Certains chercheurs (Roche, 1963) l'ont aborde en tablissantune relation entre la pluie ponctuelle H de dure ~T avec la lame d'eaumoyenne L sur une surface A par un coefficient d'abattement 111111111111111111Des modles complets de distribution spatiale ont t labors afin depouvoir dterminer en chaque point de la surface considre la hauteur depluie ponctuelle. Cette approche repose sur des mthodes d'interpolation quipeuvent tre spatiales (mthode des polygones de Thesseu), linaires oupolynomiales (utilisation de fonction spline ou du krigeage) ou climatiques.Ces mthodes d'interpolation reposent sur des hypothses concernant lastructure de la pluie mais leur vrification est tributaire de la densit desrseaux pluviographiques.Rcemment, certains chercheurs ont dvelopp des modlesdterministes conceptuels ou empiriques bass sur un schma de distributionspatiale des isohytes elliptiques autour d'un picentre (Herbert et al., 1973)ou d'isohytes circulaires concentriques. Ce dernier schma a permisd'tablir des modles d'abattement pour les pluies convectives (Woolhiser etSchwalen, 1959) et les pluies cycloniques (Boyli, 1957). Les paramtres deces modles gardent toutefois des valeurs rgionales.- Abattement de la pluie en Afrique de l'OuestRodier J. et Auvray C. (1965) ont propos une valeur de E =0,05pour rAfrique de l'Ouest. Sighomnou a calcul la valeur de E sur les bassinsde Yopougon partir de deux annes de mesures pluviomtriques. Il obtientune valeur de E = 0,046. Cette valeur de E semble quelque peu faible parrapport la grande variabilit spatiale des pluies mais on peut toutefoisconsidrer qu' l'chelle des bassins urbains qu'elle soit significative d'autant.plus qu'elle a t calcule avec des fortes pluies. A l'heure actuelle, cettevaleur de E n'est pas gnralisable en Afrique de l'Ouest, il importe decalculer E pour d'autres stations pluviographiques.- Simulation de chroniquesDans une prcdente tude (N'Doye, 1988) sur l'analysefrquentielle de quelques caractristiques des averses en Afrique de l'Ouest(hauteur des corps d'averses et dure, position de l'intensit maximale dansle temps, position relative de l'intensit maximale par rapport la dure totale,indice des prcipitations antrieures), nous avions observ une relativehomognit dans la distribution frquentielle de ces caractristiques(mmes lois de distribution frquentielle sur des postes pluviographiquessitus dans la zone sahlienne et subguinenne) un facteur detransformation gomtrique prs. La dtermination de ces transformationspermettrait de transposer spatialement les distributions frquentielles en desendroits o l'on ne dispose pas de donnes de pluie.12111111111111111111c) ConclusionLa plupart des modles pluviomtriques mis au point se heurtent enhydrologie urbaine la base de temps et d'espace relativement faible.Le modle de pluie de projets (Desbordes, IDF, HUFF), malgr leurcommodit d'utilisation, prsente la difficult de pouvoir rattacher aux dbitsune probabilit fiable, difficult que l'on peut rsoudre par la simulation dechronique de dbits. Les modles de distribution spatiale sont difficilementvrifiables cause de la densit souvent lche des rseaux de mesure.L'utilisation venir du radar mtorologique permettrait un meilleur calibragede ces modles pluviomtriques et une meilleure connaissance de ladistribution spatiale de la pluie. En Afrique de l'Ouest, on ne peut gnraliseractuellement le modle de pluie de projet Desbordes qui a t mis au point ettest dans un contexte urbain diffrent et pour servir d'entre un modle deruissellement particulier.La solution des problmes lis la modlisation de la pluie en Afriquede l'Ouest passe par la simulation de chroniques que l'on pourrait transposer.131111111111111111111.2. MODELES DE RUISSELLEMENTA. PERTES AU RUISSELLEMENTa) GnralitsLa pluie brute qui tombe sur un bassin versant subit diffrentes pertesqui se distinguent en :- pertes par interception par la vgtation- pertes par vaporation- pertes dans les dpressions du sol- pertes par infiltration.L'valuation de ces diffrentes pertes l'chelle du bassin est souventdlicate cause de fa complexit des types de surface contribuant auruissellement.L'approche la plus simple de la modlisation du ruissellement consiste englober toutes les pertes dans un seul paramtre appel coefficient deruissellement C qui peut se dfinir comme le rapport de la pluie nette sur lapluie brute. Ce coefficient peut aussi tre approch par le rapport volumeruissel sur volume de pluie brute appel coefficient volumtrique moyen deruissellement Cv.Dans les bassins fortement urbaniss, Cv est pris gal au rapport dessurfaces impermables (appeles surfaces actives) sur la surface totale dubassin. On nglige de ce fait la contribution des surfaces permables et lespertes des surfaces actives vers les surfaces permables. Pour tenir comptede ces pertes, en appelant IMP les surfaces actives, certains auteurs prfrentla relation:Cv =a . IMP (avec a. < 1)Dans l'hypothse de linarit de la transformation de pluie netteIN (x, y, t) en ruissellement l'exutoire r (xo, Yo, t) transformation suppose demme nature, en tout point, la modlisation du ruissellement peut s'crire:r (xo, Yo, t) =ArLn (t) h (t - t) dtavec:ln lame netteA aire du bassinh (t - t) fonction de transfertEn posant Ln =C (t) Lb (t)C (t) _ r (xo, yo, t)rA. Lb (t)C (t) coefficient de ruissellement local instantanLb lame brute (suppose constante sur le bassin)1415a,1, Modlisation des pertes- Pertes initiales : PIPour les bassins urbains, les pertes initiales sont considrescomme constantes. En fait PI dpend des prcipitations antrieures. Sur lesbassins urbains trs impermabiliss o l'vaporation est relativement rapide,on peut considrer PI comme constant si le critre de sparation de deuxaverses successives permet l'vaporation totale du stock d'eau sur le bassin.Les pertes initiales sont gnralement rparties sur l'ensemble du bassinversant en terme de perte moyenne. PI peut s'crirePI =1JPI (x, y) dx . dyavec A : aire du bassinCertaines relations empiriques ont t tablies pour la prdterminationde PI sur des petits bassins urbains homognes.coefficient de ruissellement global instantanCr (t)Cr (t) peut s'crire:Cr (t) = J; C (t) h (t - t) dt (1)L'identification de C est tributaire de la connaissance de la fonction detransfert h. La relation entre C (t) et Cr (t) dpend donc du modle utilis.Dans la pratique, Cr peut tre mesur (connu sous forme numrique discrte),C (t) est alors dtermin par la dconvolution numrique de l'expression (1).Sur les bassins versants naturels, les pertes sont complexes et variablesdans l'espace et dans le temps. L'approche du coefficient de ruissellementvolumtrique, ou coefficient d'apport, est probabiliste. Des formulesempiriques ont t tablies pour calculer les coefficients d'apport mais leurtransposition spatiale se heurte d'normes difficults.L'analyse fine des pertes au ruissellement des fins de modlisation surdes bassins urbains coefficient d'impermabilit lev a permis deschmatiser les pertes en deux types :- les pertes initiales PI et les pertes continues PC telles que :1:p (x, y, t) =PI (x, y) + PC (to, x, y)Les pertes initiales traduisent les pertes par interception de la vgtationet au remplissage des dpressions sur les bassins permables ou naturels,ces pertes engloberaient une partie de l'infiltration.Les pertes continues reprsentent les pertes voluant au cours du tempssurtout l'vaporation et l'infiltration pour les bassins naturels.111111111111111111ib( t)16Pertes continues constantes(Desbordes, 1984)temps1 ? "--~1::lj,1 1,,19P t- Pertes continues " PCLa modlisation de PC est gnralement conceptuelle, les pertescontinues moyennes PC tant ramenes la surface du bassin.Dans le cas des bassins faible infiltration, PC peut tre considrcomme constant sur la dure des averses aprs la satisfaction des pertesinitiales : c'est le modle perte continues constantes.L'autre type de modle utilis est celui pertes continuesproportionnelles l'intensit de la pluie brute.Les hyetogrammes ci-aprs illustrent ces deux types de modles depertes.111'11111111111111117Pertes continues proportionnellement variables(Desbordes, 1984)Pertes continues proportionnellement constanteso---"""";el.l.i......."'-"'"-L~~-J.......-...L-4~~'--4 -.. tempsepib111111111111111f- Modles simplifis de pertesDeux types de modles sont couramment utiliss:M1 : Modle PI et PC constantesCe modle schmatise bien les pertes dans les sols faibleinfiltration ou sur les bassins o le ruissellement est contrl par unseuil.M2 : Modle PI constantes et PC proportionnelles l'intensitd'averse.Des modles dtaills de pertes au ruissellement ont aussi t laborset constituent une tentative de schmatisation des PI et PC. Les pertes parinfiltrations ont t l'objet d'une modlisation conceptuelle dont la forme laplus utilise est celle de Horton. Elle s'crit:1(t) = fc + (fo - fc) exp (- ~)avecf (t) : vitesse d'infiltrationfo : vitesse limite d'infiltrationfc : vitesse initiale d'infiltrationk : paramtre li au solb) Modlisation des pertes : cas de l'Afrique de l'OuestDans le cas de l'utilisation de la formule rationnelle ou de ses drivs(formule de Caquot), les pertes sont englobes dans le complment 1 ou100 du coefficient de ruissellement qui est souvent voisi n du coefficientd'impermabilit pour les bassins urbains europens.Les tudes menes en Afrique de l'Ouest sur l'estimation des pertes parun coefficient global (Lebarb Ouagadougou, Sighomnou en Cte d'Ivoire)ont montr que ce dernier n'est pas assimilable au coe'fficientd'impermabilit dans la majorit des bassins tudis. Les caractristiques. pdologiques des surfaces naturelles influent de manire importante lacontribution au ruissellement de ces surfaces.- Pertes initiales: PILorsqu'on dispose d'enregistrements synchroniss de hyetogrammes etd'hydrogrammes, les valeurs de pertes initiales peuvent tre dtermines parla relation:LR =a (Pm - Pl)18111111111111111111aveclA : lame ruisselea : coefficient de la relation LR = f (Pm)Pm : pluie moyennePI reprsente les pertes initiales, valeur moyenne maximale de la pluiene gnrant pas du ruissellement.Les valeurs de PI calcules sur les bassins de Yopougon sont nettementsuprieures aux valeurs couramment utilises sur les bassins europens(0.5 mm 2 mm). L'estimation de PI sur des bassins non jaugs restedlicate.- Pertes continues :la modlisation porte essentiellement sur l'infiltration dont l'intensit estvariable selon les types de sol. A ce propos, Casenave et Valentin (1988) onttabli un rfrentiel fournissant les caractristiques hydrodynamiques dessols dans la zone sahlienne. Des campagnes de simulation de pluie(Bouvier, Janeau, 1988) sur les bassins urbains de Niamey, Ouagadougou,Yopougon, Lom ont permis d'tablir une classification des diffrents types desol agissant sur le ruissellement et des abaques de pertes l'coulementavec une formulation algbrique (modle d'infiltration type Horton).B. MODELES DE RUISSELLEMENTa) GnralitsLe ruissellement a fait l'objet de nombreuses recherches en hydrologie.Son analyse est fortement lie l'chelle d'espace et l'approche que l'onen a. Ceci explique la profusion des modles de ruissellement dontl'inventaire dtaill nous semble peu raliste. On peut nanmoins lesprsenter en quatre classes selon l'approche : les modles empiriques, lesmodles mcanistes, les modles conceptuels et les modles probabilistes.Cette classification n'est pas aussi tranche dans la ralit car certainsmodles ont t labors partir d'une combinaison d'approches.Aprs avoir rappel les principes d'laboration des diffrents types demodle, nous nous sommes intresss aux modles qui ont t utiliss oulabors dans le contexte urbain de l'Afrique de l'Ouest.Nous avons dvelopp les principes des modles mcanistes dansnotre description du logiciel Mouse dont le schma de transfert est un19111111111111111111exemple concret de l'approche physique du ruissellement (modle de l'ondecinmatique).La modlisation du ruissellement passe ncessairement par lacaractrisation des surfaces de ruissellement. Nous avons expos dans lapartie consacre aux modles utiliss en Afrique de l'Ouest, les particularitsdu milieu urbain ouest-africain. Parmi les modles utiliss en Afrique del'Ouest, les modles rationnels ont t plus souvent utiliss par le pass desfins de dimensionnement des rseaux, mais l'approche actuelle de lamodlisation des processus hydrologiques urbains est gnralementconceptuelle.a.l. Modles conceptuelsLa plupart des modles conceptuels utiliss en hydrologie urbainesont tirs de l'approche systmique synthtique.Les oprateurs peuvent raliser dans ce cas 2 types de transformationstraduisant les processus hydrologiques de ruissellement:- des translations simples : les sorties sont dcales dans le temps et galesaux entres ;- des stockages : dcrits par une (ou plusieurs) quation caractristiqueassocie l'quation de continuit.- Modle effectuant une translationL'un des plus connus est la mthode rationnelle gnralise ou mthodedes courbes isochrones. La dtermination des isochrones sur le bassinversant permet d'tablir une courbe d'volution des surfaces lmentairesde ruissellement" en fonction du temps ou courbe aire-temps qui estl'oprateur de transformation. Le fonctionnement de ce type de modle estdcrit dans la partie consacre la description du logiciel Mouse.- Modle effectuant du stockage- Modle de stockage rservoir linaireLe plus utilis est le modle de stockage rservoir linaire (S.R.L) qui est. contrle aval dont l'quation de stockage s'crit:S (t) =K 0 (t)avec:K =paramtre (homogne un temps)associ l'quation de continuit, la solution gnrale s'crit :. t 1 rto (t) = 00 exp (- K) + K Jo IN (u) exp (- (t - u) du + Ob20111111111111111111avec:00 : dbit initial at = taab :dbit de base, IN : dbit entrantCe modle S.R.L. a connu de larges succs dans ses applications. Lestests de sensibilit de ce modle ont permis d'tablir le modle de pluie deprojet "Desbordes". Une quation de prdtermination de K a t tablie partir de caractristiques de bassins versants europens et amricains etdes prcipitations (voir description de ce modle dans la partie consacre'au logiciel Teresa: ).Des modles cascade de rservoir en srie ont aussi t tablis ainsi quedes modles de stockage rservoir non linaire.- Modle de MuskingumCe modle a connu ds applications en hydrologie urbaine en dehors de lamodlisation de la propagation de crue. L'quation de stockage 2paramtres k et x s'crit:S (t) = k [x . IN (t) + (1 - x) a (t)]avec:IN (t) : dbit entranta (t) : dbit sortantLa forme intgrale rpond :O(t)=[~. (1 - X)2J.r IN (U) exp (- (t~U).(I_X)dU_ INx(t)_((1 -X))Ce modle est souvent rsolu numriquement par des techniques deschmas aux diffrences finies.Il existe une version de Muskingum modifie appele Muskingum-Cungequi permet de rsoudre le problme de la connaissance des paramtres ket x en les reliant chaque pas de temps aux caractristiques hydrauliquesdes sections.Des modJes combinant des effets de stockage et de translation ont aussit labors.Dans la pratique, cause de la complexit des calculs et des conditionslimites, on a recours des modles semi-empiriques obtenus parlarsolution par approximations successives des solutions donnes parl'intgration des quations de base (exemple: le Storm water managementmodel).21avecOp (l)A1(te, T)111111111111111111On trouve dans la littrature des abaques donnant le domaine de validitdes modles de l'onde cinmatique, de l'onde diffusante en fonction decaractristiques hydrauliques rendues adimensionnelles.Sur un plan homogne retangulaire recevant une pluie uniformed'intensit constante, le modle de l'onde cinmatique justifiait la notion detemps de concentration qui est la base de beaucoup de mthodes de calculdes ouvrages pluviaux (mthode rationnelle et ses drives : modle deCaquot. modle de Fort-Collins University, modle de ruissellement deJeuffroy et Prunieras, etc.).Nous avons expos dans notre chapitre consacr aux modles utilissen Afrique de l'Ouest, les bases thoriques d'laboration de la formulerationnelle et de Caquot et des modles proposs par les chercheurs del'ORSTOM.b) Modles utiliss en Afrique de l'OuestTrois types de modles ont t tests en Afrique de l'Ouest et ont faitl'objet d'une tude critique (Bouvier) :- les modles drivs de la formule rationnelle- le modle propos par Desbordes- le modle propos par les chercheurs de l'ORSTOM (Lebarb, Bouvier).b,1, Modles drivs de la formule rationnelleLa formule rationnelle sous sa forme initiale s'crit:Op (T) =C x 1(te. T) . Adbut de pointe de frquence Tsurface du bassin versantintensit moyenne de "averse de frquence T sur unedure gale au temps de concentration.Le concept de temps de concentration est la base de cette mthodeavec trois hypothses :- le dbit de pointe est observ avec une averse de dure au moins gale autemps de concentration ;- la linarit de la transformation pluie-dbit;- le dbit de pointe et l'averse qui le provoque ont mme priode de retour;ceci implique que le coefficient de ruissellement n'est pas une variablealatoire.22111111111111111111- La mthode de CaquotSous sa forme monme, le modle de Caquot, aprs dtermination deses 9 paramtres, s'crit:Op (T) =K (T) . lU (1) Cv (1) Aw (1)avecOp : dbitde pointe de priode de retour T1 : intensit moyenne de l'averse de priode de retour TC : coefficient de ruissellementA : surface du bassin.Par rapport la formule rationnelle classique, le modle de Caquotprsente quelques avantages qui se situent dans la prise en compte de lacapacit de stockage du bassin, de l'abattement de la pluviomtrie et de lavariation du temps de concentration en fonction du dbit de pointe.Le modle de Caquot conserve deux des hypothses de la formerationnelle :- la linarit de la transformation pluie-dbit;- la concordance des priodes de retour du dbit de pointe et de l'averse quila gnre.La mthode de la formule rationnelle et la mthode de Caquot ont tappliques dans le contexte urbain ouest-africain pour le dimensionnementdes rseaux d'assainissement pluvial.Remargues:Il ressort de l'application des versions de la formule rationnelle etde Caquot l'importance de l'valuation du coefficient de ruissellementRodier (1967) et Lemoine et Michel (1972), valuation d'autant plushasardeuse sur les bassins non jaugs qu'il n'y a de mthodesd'estimation dans ce cas.Lebarb (1.982) a montr Ouagadougou qu'on ne pouvaitidentifier les coefficients de ruissellement aux coefficientsd'impermabilit des bassins.Sighomnou (1986) a tir les mmes enseignements partir d'unetude plus large sur six bassins urbains aprs avoir utilis la formule deCaquot adapte.Toutes Jes vrifications eKprimentales faites en Afrique de l'Ouestmontrent que les modles rationnels sous-estiment les dbitsdcennaux. L'incertitude sur l'valuation des coefficients deruissellement sur des bassins non jaugs semble tre le facteur d'erreurle plus important.Bouvier (1989) montre d'autre part que l'application des modlesrationnels des averses dont la dure est infrieure au temps de23111111111111111111concentration conduit surestimer les dbits calculs et sous-estimerles quantits de distribution.Il explique la sous-estimation des quanti les de la distribution desdbits de pointe calcules par la formule rationnelle par la proportionimportante (30 % Niamey et Ouagadougou) d'averses dont la dureest infrieure au temps de concentration des bassins et non par undfaut d'ajustement des paramtres.b.2. Modle propos par Desbordes .Ce modle dont l'utilisation est simple permet la reconstitution deshydrogrammes de crue. Le schma de production est pertes initiales etpertes continues proportionnelle aux intensits des averses. Le schma detransfert est du type stockage rservoir linaire avec la possibilit deprdterminer (par une relation empirique) le paramtre de stockage.Remargues sur l'utilisation de ce modleSighomnou (1986) a utilis ce modle sur les bassins qu'il a tudi Yopougon. Les correspondances qu'il a observes entre les coefficients deruissellement et les pertes continues autorisent supposer la liaison de cespertes avec le coefficient de ruissellement sans qu'il soit possible del'interprter, ni de considrer le coefficient de ruissellement comme gal aucoefficient d'impermabilit. La fourchette des pertes initiales tablie parSighomnou (1,7 mm - 10,7 mm) est diffrente de celle utilise par Desbordespo~r les bassins europens (0,5 mm - 2 mm).En ce qui concerne le transfert, Sighomnou estime que la formule deprdtermination du paramtre K tablie par Desbordes approche le mieux lavaleur de K dtermine sur les bassins qu'il a tudis.Ce modle prsente l'avantage de la simplicit (un seul paramtre) maisil ne peut tre utilis en mode projet sur les bassins non jaugs en Afrique del'Ouest.b,3, Modles labors par les chercheurs de l'ORSIOM1, .GnralitsLa nature des bassins urbains en Afrique de l'Ouest n'est pasassimilable ceux des pays dvelopps. Les surfaces naturelles contribuentau ruissellement, contribution d'autant plus fortes que les prcipitations sont24111111111111111111intenses et les sols urbains peu permables. Ces surfaces naturelles sontfortement imbriques aux surfaces impermables (surfaces bties, voiries).On conoit aisment que l'utilisation des modles d'assainissement misau point dans les pays dvelopps doit tre adapte aux conditionsd'coulement particulires des bassins urbains ouest-africains.Les hypothses et concepts de la modlisation du transfert del'coulement sont utilisables dans ce contexte urbain moyennant certainesrestrictions relatives la dfinition des chemins du ruissellement et lasignification des paramtres des modles.En ce qui concerne la modlisation de la production, on se heurte lacomplexit de la modlisation sur les surfaces naturelles qui, comme indiquplus haut, gnrent un important ruissellement.2. Dfinition des surfaces de ruissellementLes tudes pdologiques et de ruissellement superficiel ontpermis de considrer, de manire synthtique, trois grandes catgories desurface :- les surfaces impermables (notes IMP)- les surfaces naturelles nues fort ruissellement (notes PER)- les surfaces naturelles avec vgtation.En supposant que les surfaces naturelles avec vgtation ne contribuentpas au ruissellement (ou sont absentes), on peut considrer l'ensemble dessurfaces de ruissellement en deux types: IMP et PER. Nous avons appel ceniveau de dfinition Niveau 1 : N1. En considrant les conditionsd'applicabilit des modles globaux, un pas d'espace plus fin et la circulationde l'eau, le niveau 1 peut tre affin. On aboutit au niveau de dfinition quenous avons appel Niveau 2 (N2) avec des sous-catgories pour les surfacesIMPet PER.{IMP1 = surfaces directement relies au rseauIMP ,IMP2 =surfaces dont l'eau reue se deverse sur les sols nus{PER1 : surfaces nues recevant l'eau en provenance de IMP2PER . PER2 : surfaces nues ne recevant pas d'eau de JMPPER3 : surfaces nues avec vgtation25avecSTO'JDT1111111111111111113. Modles de production. Lebarb puis Bouvier ont utilis ces types de dfinition dessurfaces de ruissellement pour les schmas de production qu'ils ont labors.Nous donnons dans le schma ci-aprs le modle utilis par Lebarb.Bouvier a propos deux types de schmas de production selon la nature despertes. Le premier modle propos est pertes initiales et continuesconstantes. Les pertes par infiltration se ramnent un seul paramtre INF(intensit d'infiltration constante), les pertes par stockage sont traduites pardeux paramtres : STO (remplissage des dpressions) et DESTO (excsd'infiltration si la vitesse relle d'infiltration est suprieure INF).L'quation discrtise au pas de temps 5 mn peut s'crire: pour unepluie Pj l'instant tj :R (tj) = 0 si R (Pj (ti)) S; STOjR (ti) = Pj (tj) - INF . &avecR : intensit de pluie nette (mmlh)P : intensit de pluie brute (mm/h)STOj : capacit de stockage en mm est calcul de proche en proche parl'algorithme :STO' = 0 l'instant initial toSTOj =STO - STO'jSTO'j =Min (STO, R Pj-1 (ti)) exp (- DESTO Dt)hauteur initiale du stock en mm au dbut de la pluie jintervalle de temps sparant le dbut de la pluie j de la finde la pluie j - 1Ce schma de production est appliqu aux surfaces lmentaires enconsidrant que :- INF =STO =0 pour les surfaces IMP1 et IMP2- les paramtres de production sont identiques pour PER1 et PER2- la pluie reue par PER1 est gale la pluie brute reue majore de la lameruissele de IMP2.Le second modle de production test est un modle pertes initialesconstantes et pertes continues proportionnelles l'intensit de l'averse. Il faitintervenir un paramtreCOEF -au lieu 'de 'INFpar rapport au schmaprcdent. Ce paramtre est assimilable au coefficient de ruissellement aprssatisfaction des pertes initiales.L'quation discrtise peut s'crire:R (tj) = 0 si R (Pj (ti)) s; STOjR (tj) = COEF . Pj (tj)26111111111111111111STOj tant dtermin par le mme algorithme du schma de productionprcdent avec les mmes conditions d'application aux surfaceslmentaires (avec COEF =1 sur IMP1 et COEF =0 sur PER3).Le modle de transfert utilis pour les deux schmas de production estle modle de stockage rservoir linaire que nous avons dcritprcdemment dans le chapitre consacr aux modles conceptuels.La formulation gnra.le des modles de production peut s'crire:R (t) =IMP1 (P (t)) + PER1 (FC M:E2R; 1 P (t))+ PER2 (F (P (t)))o F est le schma de production choisi.Niveau de dfinition des surfacesA l'issue des tests des deux types de schmas de production, deuxniveaux de dfinition des surfaces ont t retenus:Niveau 1: - Toutes les surfaces impermables sont du type IMP1- Toutes les surfaces permables sont du type PER2Niveau 2: - Les surfaces impermables considres sont IMP1 et IMP2- les surfaces permables sont du type : PER1, PER2, le typePER3 tant considr PER2.4. RemarQUes sur les modles Dr0j2oss Dar /'ORSTOMLe modle propos par Lebarb a donn de meilleursrsultats que les modles drivs de la formule rationnelle. Il a t utilisaprs ajustement local des schmas de production et de transfert partir des_mesures hydropluviomtriques et en substituant au temps de concentration, ladure de l'averse. Ce modle prsente plusieurs inconvnients:- il n'est pas transposable des bassins non jaugs;- il prsente un nombre lev de paramtres dont l'interprtation et laprdtermination ne sont pas aises ;- il ne permet pas de reconstituer l'hydrograrnme de ruissellement.Le modle propos par Bouvier s'inspire du modle de Lebarb pour laproduction et prsente l'avantage de prsenter moins de paramtres et enplus il permet de reconstituer l'hydrogramme de ruissellement et fournit desrgles d'application en mode projet.271111111111111111111.3. MODELES D'ECOULEMENT EN RESEAUa) GnralitsCes modles relvent de l'hydraulique gnrale applique. Ils sont lis la nature des coulements ( surface libre, en charge, coulement detransition). Ces coulements se faisant dans des canaux ou conduitesuniformes de caractristiques hydrauliques constantes ou dans dessingularits. les coulements en canaux ont t largement tudis. En charge et rgime permanent, ces coulements sont contrls par lesfrottements. La formule "universelle" de perte de charge s'crit:. Q2J=2g 52 Davec: :. coefficient de perte de chargeQ : dbit moyen5 sectiono rayon hydrauliqueg acclration perte de charge par unit de longueur En rgime transitoire, l'coulement est dcrit par l'quation de continuit etl'quation dynamique applique un lment de volume. La modlisationdu rgime transitoire est gnralement conceptuelle.Les coulements surface libre sont gnralement dcrits par unequation de type Manning en rgime uniforme. En prsence de singularits,la modlisation des lignes d'eau peut se faire en rgime graduellement vari.En rgime transitoire, l'coulement est dcrit par le systme de Saint-Venant que nous avons expos dans la description du logiciel Mouse.L'hydraulique des rseaux d'assainissement demeure encore undomaine de recherche, en effet les rseaux prsentent beaucoup despcificits (rgime transitoire, prsence d'air dans les rseaux, nombreusessingularits) qui limitent l'applicabilit des modles de l'hydrauliqueclassique. En Afrique de l'Ouest, les particularits sont d'autant plusimportantes que les rseaux sont souvent mal entretenus et maldimensionns.28111111111111111111b) Modles de transfert utiliss en Afrique de l'Ouest- Formules rationnellesParmi les modles globaux, la formule rationnelle et le modle deCaquot ont t largement utiliss par le pass. Lemoine et Michel (1972) onttent d'adapter la formule rationnelle et celle de Caquot aux conditionsurbaines ouest-africaines mais les relations auxquelles ils ont abouti pour laformule de Caquot sous-estime les dbits de pointe tandis que pour laformule rationnelle on observe une surestimation des dbits de pointe (lestockage des bassins n'tant pas pris en compte).- Oprateur de LebarbA parti~ de mesures hydropluviomtriques sur trois bassins urbainsde Ouagadougou, Lebarb (1982) a tabli la relation suivante:OsP = K (Tp) . LRavecTp : dure du corps de l'averse en mnQsP : dbit spcifique de pointelA : lame ruissele en mmK (Tp) est une fonction tablie pour chaque bassin et permettant de calculer ledbit de pointe OpavecA : aire du bassin en m2.Ce modle n'est pas transposable d'un bassin l'autre.- Modles rservoir linaireNous avons expos ce modle mis au point par le LHM dans ladescription du logiciel Teresa. L'unique paramtre du modle est dterminexprimentalement. On ne peut l'utiliser en Afrique de l'Ouest en mode projetsur des bassins non jaugs.291111111111111111111.4. CONCLUSION BIBLIOGRAPHIQUELa problmatique du dveloppement des modles de ruissellement enAfrique de l'Ouest prsente un double aspect :- la transposabilit des modles: ce qui suppose que leurs paramtressoient physiquement interprtable~ ;- la reconstitution des hydrogrammes de ruissellement pour la conceptiondes rseaux grande chelle et la ralisation d'ouvrages de rtention deruissellement.Face cette situation, la formule rationnelle et la mthode de Caquot nedonnent pas satisfaction. Nous avons expos auparavant leurs limites. Aumieux des fins de dimensionnement, on peut utiliser le modle de Caquoten substituant au concept de temps de concentration celui de dure d'averse.En ce qui concerne les modles de productions, deux points importantssont signaler:- l'importance de la simulation de chroniques pour pouvoir accorder uneprobabilit fiable aux quantiles de dbit.- la contribution importante des surfaces naturelles au ruissellement. Leschma de production propos par Lebarb repose sur ce constat.La dfinition des surfaces de ruissellement qu'il a adopte semblejudicieuse au vu des rsultats corrects qu'il a obtenus sur le bassin deOuagadougou.Bouvier a adjoint ce schma de production qu'il a simplifi, un modlede transfert rservoir linaire pour la reconstitution des hydrogrammes deruissellement. Les tests qu'il a effectus sur bassin pour le modle ont donndes rsultats satisfaisants. Il fournit d'autre part des rgles d'application dumodle.La mise au point rcente de logiciels d'assainissement pluvial intgrantles modules de production, de transfert et d'coulement dans les rseaux,constitue un pas important dans la rsolution des problmes d'hydrologieurbaine. De ce fait, il nous a paru important de rechercher la compatibilitentre les schmas de production et de transfert des modles proposs parl'ORSTOM avec ceux de deux logiciels d'hydrologie urbaine mis au point enEurope:- Mouse, par 1"lnstitut d'Hydraulique Danois- Teresa, version du modle RERAM du L.H.M.301 .111111111111111112me PARTIEPRESENTATION DES LOGICIELS311111111111111111111. LOGICIEL MOUSEMouse dispose de 2 modles de ruissellement selon la dfinition dessurfaces de ruissellement. Si ces surfaces sont dfinies par un coefficient deruissellement global, le modle A est utilis, a une dfinition dtaille dessurfaces de ruissellement correspond le modle B.A. MODELE DE RUISSELLEMENT A1. Hypothses et principes- Rpartition spatiale uniforme de la pluie brute sur le bassin.- Les surfaces impermables contribuent seules la formation du dbit depointe.- Les pertes initiales correspondent au mouillage.- Le ruissellement commence lorsque la hauteur d'eau ( calcule pourchaque pas de temps) accumule sur le bassin est suprieure aux pertes.- Le dbit ruissel est fonction du facteur de rduction (a =% de la pluieefficace contribuant au ruissellement sur les surfaces actives). Le coefficientde ruissellement Kr est dfini comme le produit de a et du coefficientd'impermabilit du bassin ~ : Kr =a. ~2. Schma de transfert :C'est une courbe aire - temps de concentration rendue adimensionnelle.Sur les surfaces actives du bassin, on dfinit les lignes d'gal temps deparcours de l'eau (isochrones) dans l'hypothse d'une pluie uniforme, letemps de parcours soit t est identifi entre 2 isochrones successives.Le temps de concentration du bassin te se calcule aisment:nte =L tj1n tant le nombre de courbes isochrones sur le bassin.Sur un temps gal au te, le ruissellement l'exutoir~ se fera en premierlieu des isochrones voisines de l'exutoire jusqu' gagner progressivementtout le bassin versant. On observera donc une similitude gomtrique entrel'hydrogramme et la courbe aire-temps.32\~Q(O) = 0Q(1) = S1 X 1(1)Q(2) = S1 X 1(2) + 52 x 1(1)Q(3) =51 X 1(3) + S2 X 1(2) + 53. 1(1)Q{4) = 51 X 1(4) + S2 X 1(3) + 53. 1(2) + 54 . 1(1)Q{5) = 51 x 1(5) + ~. 1(4) + 53 1(3) + 54 1(2) + 55. 1(1)Q(G) =52 1(5) + 53 1(4) + 54. 1(3) + 55 1(2)Q(7) =53 1(5) + 54 1(4) + 55 1(3)Q(s) = 54 1(5) + 55 1(4)Q(9) = 55 1(5)Q(10) = 0t= 6 6tt=761t=861t=961t = 10 6tt= 0t= 6tt=26tt=36tt=46tt=56t33---Qmax = 5 x l{telAAussi la suite des surfaces 5i est une fonction de transfertdiscrtise qui transforme une entre rectangulaire (pluie d'intensitconstante) en un hydrogramme de sortie avec- DcrueSoit une pluie brute d'intensit constante 1et de dure 5 6t qui tombe surle bassin considr comme impermable.L'coulement l'exutoire A du bassin se dcompose dans le tempscomme suit. Exemple: bassin versant de superficie S et de temps de concentration te-....11111111111111111134Le modle diffrencie:B. MODELE DE RUISSELLEMENT NIVEAU Bdbit de pointesurface totaleintensit efficace pour une dure gale teavecOrnax :S:I(te> :1. PrincipesS: surface totale du bassinSi: surfaces cumules contribuant au dbit total au bout du tempstite: temps de concentrationOn retrouve la formule rationnelle:Omax = S x '(te) X KrKr: coefficient de ruissellement.Si la surface Si produit le dbit Oi l'exutoire au bout d'un temps tif onpeut dfinir la courbe aire-temps:Le modle A considre 3 types de couches aire-temps correspondant 3 formes gomtriques particulires (triangulaire, triangulaire inverse,rectangulaire). La transformation de la pluie brute en pluie nette par une fonction deproduction base sur la fonction de continuit:Pluie nette = Pluie brute - PertesLes pertes se rsument aux suivantes :- Interception et vaporation- Mouillage- Stockage- Infiltration111111111111111111111111111111111111- Forme rectangulaire CD" .....- t--,Forme triangulaire 0Forme triangulaire renvers L'allure des courbes aire - temps correspondant ce 3cas de figure est donn ci-aprsSilS r----------~_~:::::::::... -.J ti/te, . (Dessine par JCMARCOUREL. DeSSin N"00151 -1989352. Processus hydrologiquesOn peut schmatiser cette double transformation comme suit:ln (t) =lb (t) - Pa (t) - Pm (t) - Pi (t) - Ps (t)Pluie nettePluie bruteFonction de transfertFonction de productionRuissellement: hydrogrammeQ)(/) ::J::JO"(/).-(/)0(1)0200o~~-O0..>-..c:(/) Q)::J ::J(/) .2"(/)-(1) ::Jo~0-0~>o....c:- La transformation de la pluie nette en dbit ruissel par l'intermdiaired'une fonction de transfert base sur l'quation d'onde cinmatique.- Les pertes par vaporation sont continues ( mais faible au cours d'uneaverse ).- Les pertes par mouillage (humidification) des surfaces rceptrices sontdiscontinues et dpendent de l'tat initial du sol et des prcipitationsantrieures.- Les pertes par infiltration discontinues, dbutent lorsque le sol est sature etdpendent de nombreux paramtres (porosit, permabilit, etc... ) lemodle utilise est celui de Horton.- Les pertes par stockage dbutent lorsque l'infiltration a commence.Le ruissellement dbute lorsque les pertes par stockage sont satisfaitesa partir d'une pluie brute tombant sur le bassin, on peut schmatiser lespertes au ruissellement.111111111111111111avec3 Processus hydrauliques : ThorieLe principe fondamental de la dynamique et le principe de conservationde masse applique un volume lmentaire de liquide en mouvementaboutit un systme d'quations aux drivs partielles: le systme de Saint-Venant qui s'crit:Ce systme diffrentiel 2 variables Q et y peut tre rsolu moyennantcertaines approximations. Dans la propagation des coulements, le systmede Saint-Venant est considr comme une fonction de transfert qui transformeun hydrogramme d'entre en hydrogramme de sortie.dbitsectionhauteur d'eauvitesse moyennepente de la ligne de chargepente de fondacclration de la pesanteur(1) f~ + a: = q(2) l~~ + V dd~ + g dai - g (j - i) = 0(1) (2) (3) (4) (5)g:Q (x, t):S(x,t):y:QV=S:j :i:ln =intensit de pluie nettelb =intensit de pluie lentePa = perte par vaporationPm =perte par mouillagePi =perte par infiltrationPs =perte par stockageavecLes ordres de grandeur relatifs des .diffrents termes de l'quationdynamiques (2) dpendent :- des caractristiques du bref considr- des caractristiques de l'hydrogramme d'entre11111111111111111136".- Equation de continuit[onde diffusante][onde dynamique][onde cinmatique]av av ~al + V ax + g ax =0clritcoef"ficient de diffusionavecc:u:Aux basses frquences, les termes d'acclration de l'quation peuventtre ngligs, en liminant la variable y, le dbit Q vrifie l'quation de ladiffusion qui peut s'crireLe signal d'entre se comporte diffremment selon sa composition enfrquence. On dfinit par une analyse du comportement des signauxsinusodaux, les domaines de validits des approximations l'aide de 2paramtres :- le nombre de Fronde et la priode adimensionnelle du signal d'entre.Pour les signaux de haute frquence, ou nglige les termes de pentes etde frottement, l'quation dynamique s'crit alors:Dans certaines conditions de l'onde diffusion, le terme de pression del'quation dynamique peut-tre nglige, on aboutit au modle dit de l'ondecinmatique :Sous certaines conditions les variables c et cr du modle diHusantpeuvent tre considres comme constantes et l'quation s'intgre alorsalgbriquement ( modle d'Hayami ). Dans les mmes conditions, le modlede l'onde cinmatique est une translation simple qui sur un bassin versant desurface plane et homogne, de rugosit et pente x constantes,recevant unepluie nette d'intensit l , peut s'crire:11111111111111111137,;.:1":111111111111111* L'quation dynamique simplifip g h sin a - t =0op : masse spcifique du fluideg : acclrationh : profondeurV : vitesse moyennet : force de frottementLes conditions initiales et aux limites fixes permettent de rsoudre lemodle.Pour certaines formes gomtriques simples, l'quation dynamique une formule gnrale du type:q =K. hnq: dbith: profondeurK : coefficient de rugositn : paramtreLorsque la pluie nette est suprieure zro, le ruissellement commenceet on observe un dbit Q(t) l'exutoire:La transformation pluie nette ~ dbit est dcrite par le modle d'ondecinmatique dans Mouse base sur:- "quation de continuit :- l'quation de la dynamique (rgime uniforme)ln : intensit de pluie netteq: dbit par unit de largeur d'coulementh : hauteur d'eau5m: 3k dpend du coefficient de Manning et de la pente du bassin.381111111111111111114. Calculs hydrologiquesLe dmarrage des calculs ncessite la spci'fication des :- donnes pluviomtriques- donnes de bassin versant- donnes hydrologiques- fichiers rsultats.On dtermine le pas de temps de calcul (s), la dure de simulation (mn)et le nombre de pas de temps sparant le calcul de 2 rsultats conscutifs.La pluie nette sur le bassin est dtermin pour chaque type de surface etchaque pas de temps partir de la pluie brute. Cette hauteur de pluie nettecumule pour chaque pas de temps gnre le ruissellement si elle estsuprieure zro . L'quation du modle d'onde cinmatique applique cette hauteur cumule h s'crit.Q (t) =KL11 12 h5fJ (t)K: coefficient de Strickler pour le surface considreL : largeur de la surface d'coulement.1: pente de la surfacea : dbit (m3/s) l'instant tLe dbit total observ sur le bassin est la somme des dbits partiels desdiffrents types de surface. Le calcul des dbits partiels des 3 types desurface ncessite la dtermination de leur largeur d'coulement partir deleur pourcentage de rpartition et des dimensions du bassin versant.Le modle B suppose que le rapport longueur sur largeur de chaquetype de surface composant le bassin versant, est gal au rapport longueur surlargueur du bassin versant.39111111111111111111Il - PRESENTATION DU LOGICIEL TERESAC'est la version sur micro-ordinateur du logiciel RERAM du L . H . M-Au niveau de l'organisation gnrale, il prsente beaucoup de similitude avecle logiciel Mouse prcdemment dcrit (voir organigramme) - Quatre modulesde simulation sont utiliss :A. LE MODULE DE GENERATION DES HYETOGRAMMES DEBASECe module permet de dfinir les hyetogrammes qui servent d'entrepour la fonction de production. Deux options de dfinition du hyetogrammed'entre sont possibles suivant l'objet de la simulation et le type de donnespluviomtriques disponibles :La pluie de projet synthtique simplifie (modle Desbordes) qui a tdcrite dans la partie consacre la modlisation de la pluie et la pluiedfinie point par point. Nous avons utilis cette dernire option : la pluie tantdcrite par son hyetogramme pas de constant ou variable.Un sous-programme permet d'abattre l'averse tombant sur chaquebassin lmentaire au moyen d'une formule en principe globale d'abatte-ment.Le module permet d'utiliser plusieurs pluies pour une mme simulationen affectant chacune d'elle son aire d'influence.B LE MODULE DE PRODUCTIONCe module permet de transformer la pluie brute tombant sur le bassin enpluie nette (ou lame d'eau efficace)Deux cas sont considrs par le logiciel :- Un modle de perte pour le ruissellement urbain- Un modle de perte pour les bassins versants ruraux.Dans le cas des bassins versants urbains (pourcentage de surfaceimpermable suprieur 20%), un modle de perte simple est utilis et setraduit par l'utilisation d'un coefficient de ruissellement volumtrique (C)constant dfini par:C _ Volume de pluie brute. -Volume de pluie nette40,41Pour les bassins urbains, le modle utilis est un modle rservoirlinaire applicable aux bassins quips d'un systme de drainage artificiel.Ce modle est dcrit par deux quations: l'quation de stockage et l'quationde continuit.ti (t)i- t t)+.Loi d'infiltration(fonction du bassinversant)+Pluie abattue.Estimation despertes initiales(fonction dubassin versant;- (t)Pluie initiale:pluie observe(ou puie deprojet) +1. Bassins urbains :LOi d'abattement(spatial et surfacedu bassin versant)(t)C. LE MODULE DE RUISSELLEMENTL'usage du coefficient C suppose que seules les surfaces impermablesruissellent.Dans le cas des bassins versants ruraux, le modle de pertes traduitdeux types de pertes : Les pertes initiales et les pertes continues (traduitespar une loi de Horton que nous avons dj explicite) - Les pertes sontschmatises sur le schma ci-aprs.Les pertes initiales sont constitues par l'interception de la pluie par lavgtation et par le stockage de l'eau dans les dpressions de la surface dusol.Les pertes continues sont constitues par j'interception de l'vaporation(ngligeable) et de l'infiltration. ces pertes atteignent un tat permanentlorsque le sol est satur~On ne peut utiliser dans Teresa sur des bassins ruraux uniquement.111111111111111111Modle du rservoir linaire. 42La solution analytique du systme s'crit :Le logiciel utilise la forme discrtise de la solution analytique qui s'crit:))) volumes en mm) sur l'ensemble) du bassin)Q (t)volume stock l'instant tsur le bassin et dans le rseaudbit l'exutoire du bassin l'instant tintensit de la pluie nettetombant l'instant t sur le bassinavec:M : pas de temps de calculo (n ~t) =e-11K 0 n - 1) ~t) + (1 - e-11K) in (n ~t)avec00: dbit l'instant taK: paramtre du modle (homogne un temps)i : intensit de la pluie nette.o (t) = 00 e-(t-to)1K + ~ I; i (u) . e- (t - u/K dui l t) n\Llquation de conservation traduit qul chaque instantla variation du stockage est gale ce qui entre dansle rservoir, moins ce qui en sort:I~ = ln(tl - Q(tllSet)Q(t)in(t)-- L'quation de stockage s'crit :IS(t) = K. Q(t)lavec K constant.111111111111111'1112 Ct)~.------~t43{5'(t) = K O'(t)5 2(t) = K 02(t)in : pluie netteSl et S2 : hauteur du stockageQ1 : dbit de calcul interm-diaireQ2 : dbit ruisselQ~ = e- tA< Q~., + (1 - e- VK) inNous avons dans ce cas, deux quations de stockage2. Bassins rurauxEn discrtisant la pluie au pas de temps t, les solutions des deuxsystmes s'crivent:Nous avons donn dans la partie bibliographique, les limites du modle rservoir linaire.le modle de ruissellement utilis dans le logiciel pour ce cas est unmodle 2 rservoirs de mme paramtre K en srie - la rponse du bassinest plus tale que dans le cas du modle rservoir unique.(voir schma ci-aprs).i (t)n ..111111111111111111441. Bassin urbain2. Bassin ruralE. MODULE HYDRAULIQUEIl . traduit dans laralit la rponse d'unbassin versant uneimplusion de pluie etdpendra au signal d1en-tre et des caractris-tiques du rcipient destockage.centre de gravit de l 'hydrogrammecentre de gravit du hytogrammeLes modles hydrauliques utilis dans Teresa assurent deux fonctions:- Le dimensionnement de canalisation permettant d'vacuer le dbit depointe de l'hydrogramme.- La simulation des coulements en rseauLe paramtre K est calcul de telle sorte qu'en transformant une pluiedonne, le modle permette d'obtenir un dbit de pointe de valeur donne.Le choix du couple pluie - dbit de pointe est effectu de manire obtenir laplus grande prcision dans l'valuation de K.En l'absence de donnes, K est dtermin par des mthodes statistiqueset calcul par approximations successives.Le paramtre K est dtermin partir des chroniques pluie dbit. Enl'absence de donnes, un sous-programme calcule K partir d'une relationempirique entre K et les caractristiques du bassin et des averses.Le paramtre K reprsente thoriquement le dcalage dans le tempsdes centres de gravit du hyetogramme et de l'hydrogramme.D. DETERMINATION DU PARAMETRE K11111111111111111145 Modle de StricklerLe rgime hydraulique est assimil au rgime uniforme et lescaractristiques hydrauliques sont valus l'aide de la formule de Strickler :Trois modles sont utiliss pour le calcul hydraulique- Le modle de Strickler- le modle de translation simple- le modle de Muskingum-CungeV (h) = Ks Rh (h)2J3 ...fJvitesse moyenne de la section de hauteur hcoefficient de Manning-Stricklerpente de la ligne d'eauavecV ( h) :Ks :J :Pour les coulements a surface libre, la pente de la ligne d'eau est gale . la pente du radier 1.Connaissant l, Ks et ho la hauteur de remplissage initiale du collecteur,on peut dterminer les caractristiques hydrauliques du collecteur.Pour la propagation des coulements surface libre, deux types demodles sont utiliss : Le modle de translation simple et le modle deMuskingum-Cunge. Modle de translation simpleIl drive du modle de Saint-Venant en ngligeant les termesd'acclrations et de pression de l'quation dynamique (cf. Modle deruissellement ).L'hydrogramme en amont du bref est discrtis au pas de temps M. Pourchaque pas de temps, la vitesse et la hauteur d'coulement sont calculespar la formule de Strickler (coulement suppos uniforme). Une vitessemoyenne pondre par les dbits est alors calcule :La propagation de l'hydrogramme est suppose se faire cette vitessesans dformation avec un dcalage gale au rapport de la longueur du biefsur la vitesse V .L'hydrogramme entrant est recompos la sortie selon unemthode qui conserve le temps de propagation et minimise la diffusionnumrique ( cretage du dbit de pointe ).111111111111111111Q (t)S111111111111111111 Modle de Muskingum-CungeC'est un modle de stockage simplele modle de-MUSKINGUMQE (t)\Equation de stockageSur un bief donn, sans apports latraux le stockage Set}au temps t est proportionnel une pondration entre ledbit entrant QE(t} et le dbit sortant QS(t} soit:1Set} = KH (o{QE(t) + (1- o() Qs(t} }I (qua. 22)les paramtres KH et ~ sont les facteurs de proportion-nalit.Equation de continuitC'est l'quation classique dj rencontre dans le modlede BARRE-OE-SAINT-VENANT.1%t +~ = 0 1 (qua. 23)approxime sur le bief par Qiill = QE(t}-QS(t}dtCunge a propos un schma d'intgration explicite qui se ramne celui d'une crue diffusante.Pour la propagation de l'hydrogramme, le bref est dcoup en trononsfix.Pour chaque tronon est calcul une vitesse moyenne d'coulement, unpas de temps de discrtisation de l'quation de Muskingum Ka, un pas detemps de calcul infrieur Ka. Dans la pratique le modle de Muskingumdevrait tre utilis en premier approximation dans les conditions suivantes:pente ~ 5,10 -3 et longueur du bief suprieure ou gale 100 m.Au cas o ces deux conditions ne sont pas satisfaites simultanment lemodle de translation simple peut tre utilis car il ncessite moins de calcul46111111111111111111que le modle de Muskingum-Cunge avec des rsultats voisins.Le logiciel permet l'utilisation sur tout ou partie du rseau de l'un desdeux modles de propagation.Pour les coulements en charge, deux modes de propagation deshydrogrammes sont utilisables.- Une translation simple de l'hydrogramme entrant dans le collecteur vitesse de propagation constante.- Un crtement de l'hydrogramme entrant la valeur du dbit maximum ducollecteur, le volume crt tant vidang la capacit maximum ducollecteur.47-;,...--1".7'--11111111111111111III - COMPATIBILITE : MOUSE, TERESA,MODELES ORSTOMPar rapport notre objectif d'utilisation de Mouse et Teresa en milieuurbain ouest-africain, nous avons examin la compatibilit des schmas deproduction et de transfert de ces deux logiciels avec ceux des deux modlesORSTOM. Nous avons donn dans les schmas 1, 2, 3, 4 les modles deproduction et de transfert de Mouse et Teresa et des modles ORSTOM(Modle 1 et Modle 2) en tenant compte des deux niveaux de dfinition dessurfaces de ruissellement (Niveau 1 et Niveau 2).1. MODELE 1 NIVEAU 1a) Mouse Le niveau B de Mouse permet de reprsenter les surfaces lmentaires(IMP et PER) et d'utiliser les paramtres de production (INF et STO) ladiffrence que dans Mouse, le stockage dbute aprs que l'infiltration aitcommenc. Au niveau du transfert, l'utilisation de Mouse prsente deux diffrences parrapport aux modles retenus par l'ORSTOM- La fonction de transfert est constitue par le modle de l'ondecinmatique pour lequel aucune application n'a t teste en Afriquede l'Ouest.- L'hydrogramme rsultant dans Mouse est la somme deshydrogrammes partiels des surfaces lmentaires alors que le modle1 applique le transfert sur la lame nette rsultante de la production.Ces diffrences peuvent induire certaines difficults concernant lapossibilit de prdtermination des paramtres dans le cas des bassinsversants urbains africains, limitant ainsi l'utilisation du modle en mode projet.b) TeresaAu niveau du transfert, Teresa utilise le mme schma que les modlesORSTOM mais se pose le problme de la prdtermination du paramtre Ksur les surfaces PER car Teresa utilise dans ce cas un schma de transfert deux rservoirs, linaire de mme paramtre, schma qui n'a pas fait l'objetde recherches dans le milieu urbain de l'Afrique de l'Ouest.481 - Schma de Production et de Transfert: MouseO.CO.CPI PIPC PCOndecinmatiqueLN,Q1 02 03,------ ,,-----_/VHydrogramme Q (t) = 0, (t) + 02 Ct) + Q3 (t)49P --. Pluie~aP --. a : coefficient d'abattementCourbeaire-tempsLame netteHydrogrammeNiveau A Niveau BPER ,.. IMP +InactivesSurfaces1112actives~....CoefficientPIde perte" "1111111111111111112 - Schma de Teresa................................................. .. .50ProductionTransfertPIPC (Horton)Stockage 2rservoirs linairesde mme paramtreK en srie~lrLame netteBassin ruralHydrogramme.RQ R Pluie abattue ou nonHydrogramme rsultantStockage unrservoir linaireoutranslation simpleCoefficientde perte1~--1+,.Lame netteHydrogrammeBassin urbainPluie: 1- Observe - Projet1-1f~1~1111111111111113 - Modle OR5TOM : Modle 1p5RLQ (t)INF INFSTO STOPER1 PER2 PER3" "INFSTOIMP2Niveau 2Q (t)LNP. (IMP2/PER1)SRL1NFSToo,r', ""\.\------10 ,------/VIMP151INFSTONiveau 1PER"LNIMPSTo=1NF=o,rLN\"-__....J/VLN : Jarne nettteSRL : stockage rservoir linaire111111111111111111IMPl IMP2 PER 1 PER2 PER3., ou .,Ir ."LN' LN2 LN3 LN4\V/LNCOEF COEF COEFPlPlSRLPlQ (t): ..... .-..Niveau 2P. (IMP2/PER1)COEF= 1p4 - Modle ORSTOM : Modle 2~.SRLCOEFPlNiveau 1Q (t)IMP PER~LN11111111111111111152111111111111111111Teresa permet de dterminer l'hydrogramme rsultant des surfaces IMPet PER et de le propager sur le rseau qu'il est ncessaire de dfinir avantsimulation.2. MODELE 1 NIVEAU 2a) MeuseLes mmes remarques qu'ont t faites dans le cas du Modle 1 Niveau1 restent valables. Le problme particulier qui se pose dans ce cas est lareprsentation des surfaces IMP2 et PER1 dont l'exutoire est PER1. Nousavons expos dans le paragraphe 5 sur l'utilisation pratique des 2 logicielscomment nous avons rsolu ce problme.b) TeresaDe mme que dans le cas du Modle 1 Niveau 1, nous avons utilis lescorrespondances suivantes :surfaces permables = bassins rurauxsurfaces impermables = bassins urbains.Nous avons rsolu le problme IMP2-PER1 de la mme manire quedans le cas prcdent.3. MODELE 2 NIVEAU 1a) MeuseAu niveau de la production, le niveau A de Mouse permet de reprsenterles paramtres de production COEF et PI.Au niveau du transfert, Mouse n'est pas applicable car le schma qu'ilutilise est une translation simple (courbe aire-temps).b) TeresaL'utilisation prsente une difficult importante car Teresa considre dansce cas les pertes initiales comme nulle mais il permet nanmoins dereprsenter le paramtre COEF. L'ventuelle utilisation de Teresa dans ce53111111111111111111cas ncessite la correction de la lame nette en retranchant la lamereprsentant les pertes initiales et la prise en compte du .bassin dans saglobalit car Teresa ne permet pas d'utiliser le paramtre COEF sur lessurfaces PER.. 4. MODELE 2 NIVEAU 2a) MouseMmes remarques que dans le cas du modle 1 Niveau 1.b) TeresaMmes remarques que prcdemment, Teresa ne peut tre utilis sanscorrection de la lame nette et uniquement sur les bassins dans sa globalit.Teresa ne permet pas de reprsenter le niveau 2 avec le modle 2.5. UTILlSAnON PRATIQUE DES 2 LOGICIELSDans l'utilisation des 2 logiciels pour la simulation, nous nous rfreronsaux niveaux de dfinitions des surfaces lmentaires et aux schmas deproductions proposs par l'ORSTOM. Nous avons donc 4 types desimulations (voir schma des Modles) :- Modle 1 Niveau 1 : M1 N1- Modle 1 Niveau 2 : M1 N2- Modle 2 Niveau 1 : M2N1- Modle 2 Niveau 2 : M2N2Les rsultats obtenus par simulation sur le programme ORSTOM ont ttests et confronts aux donnes observes sur le bassin OR8TOM deNiamey. Un jeu de paramtres tirs de ces simulations sera utilis pour lasimulation avec les modules de Mouse et Teresa (Tableau a).En tenant compte des remarques que nous avons faites prcdemmentsur la comptabilit des 2 logiciels avec les modles OR8TOM, nous avonseffectu les simulations sur le bassin urbain OR8TOM de Niamey dont lescaractristiques sont donnes en annexe.54111111111111111111Nous avons test l'aptitude des logiciels Mouse et Teresa reproduireles volumes ruissels fournis par les versions de modles proposs parl'ORSTOM.Tableau a : Paramtres de simulation- Modle 1Niveau 1: PER- Pertes continues: P.C. =5 mm/h- Pertes initiales: P.1. : 15 mmNiveau 1: IMP- PI = PC= 0Niveau 2- PC = 5 mm/h- PI =10 mm- Modle 2Niveau 1PI =12 mmCOEF=0,40Niveau 2PI =8mmCOEF=O,45N.B. Les pertes initiales sont assimiles au paramtre STO, les pertescontinues au paramtre INF.a) Dfinition des surfaces de ruissellementEn raison de la diffrence de structure des modules de Teresa et Mouse,nous avons adopt selon le logiciel et le type et niveau de modle utiliss unedcomposition du bassin en sous-bassins et une schmatisation duruissellement du systme en IMP2 - PER1 pour le niveau 2.55b) Schmas de ruissellement et donnes{IMP =surfaces impermablesNiveau 1 PE R 1= so nu{IMP = bassin urbain = NiaimpNiveau 1 .PER = baSSin rural = NiaperIMPl = bassin urbain = NiaimplIMP2 = bassin urbain =}PERl = bassin rural = Niaper 1PER2 = bassin rural = Niaper 2Niveau 2{IMPl = surfaces impermables pentuesNiveau 2 IMP2 = surfaces permables (sol nu)IMP2 + PERl = surfaces semi-permablesal. TeresaLe choix est possible pour 2 types de sous-bassins: les bassins urbainset les bassins ruraux. Nous avons considr les surfaces impermablescomme des bassins urbains et les surfaces permables comme des bassinsruraux, ce qui donne la configuration suivantea2. MouseNous avons choisi, pour des considrations hydrologiques que nousexpliciterons plus loin pour les correspondances suivantes:Pour le niveau 2 de dfinition des surfaces de ruissellement, l'utilisationdes 2 logiciels exige la schmatisation du systme IMP2 - PER2.1111I-I111111111111561 : Infiltration: INFPb : Pluie brutePI : Pertes initiales (paramtre STO)a : Dbit de sortie51 : Surface de PERl52 : Surface de IMP2On peut assimiler le systme IMP2-PER1 comme un seul rservoir avecdes valeurs fictives de PI et 1du point de vue des entres et des sorties.Pour des valeurs de PI et 1fixes soit respectivement K et K', le systmedoit satisfaire aux conditions suivantes pour qu'il y ait ruissellement:o~:M~-) .Le schma ci-aprs reprsente le fonctionnement du systme IMP1-PER2../,/,/,/'" PERI,/'",/PbPI11111111111111111157Volume efficace du systme : Pb x S2 + Pb x 51 - X,S1: Pb (S2 + 51) - X.51KPb > ffi-..1 + S11 PbPb!IMP2Soit: PI =x mm- Condition d'infiltration : P > 1- Condition de stockage :'" .~. Mod'ete-2 Niveau 2- Donnes hvdrologiques Pertes initiales: PINous avons assimil PI aux pertes par mouillage et stockage. Lahauteur maximale des pertes par stockage sur les surfaces impermablesadmissible pour Mouse est de 10 mm et 1 mm pour le mouillage. Dans le casdu Modle.1 Niveau 1, ou PI est gal 15 m nous avons considr PI gal Le terme de perte par stockage ramen sur la surface totale du systme(52 + S1) donne une lame fictive de perte: PI =x. 5 51 51 + 2Dans e cas nous avons fait un raisonnement sur les volumes reus parle systme IMP2-PER1 avant qu'il n'y ait ruissellement:11111111111111111158~I1111111111111111111 mm (10 mm pour le stockage. 1 mm pour le mouillage). Nousretrancherons ainsi sur le volume ruissel un volume d'eau de 4 mm sur PER. Pertes continues : PCLes pertes continues (l'vaporation tant nglige) sont traduites parune loi de Horton. Pour traduire PC constant, nous avons considr lesvitesses initiale et limite d'infiltration gales (soit 5 mm/h dans le modle 1) etle paramtre K nul. Temps de concentration: TcNous avons calcul Tc par la formule propose par Sighomnou, elles'crit:Tc =0.34 1-041. Ao.s07. QpO.287Nous avons choisi la valeur de Tc gale 30 mn pour nos simulations.- Modles de ruissellementPour le modle 2, nous avons utilis dans Mouse le modle deruissellement A qui permet de spcifier le coefficient de nJissellement desbassins. En ce qui concerne le schma de transfert, nous avons utilis lacourbe aire-temps (C.A.T.) correspondante la forme du bassin de Niamey(courbe N 3).Pour le modle 1, le modle de ruissellement B a t utilis, ce qui nousa permis une rpartition dtaille des surfaces de ruissellement et de tenircompte des pertes continues et initiales.b2, Teresa- Modle 1 Niveau 11259111111111111111111Nous avons dcompos le bassin en 2 sous-bassinsbassin 1 : urbainbassin 2 : ruralCette reprsentation simpliste n'est pas sans consquence sur ladynamique du ruissellement. Le bassin 1 va avoir une rponse trs rapide etqui sera dcale dans le temps par rapport celle du bassin rural.Q1tCette schmatisation peut aussi causer une surestimation des dbits depointe. Nous avons essay de rsoudre cette distorsions d'chelle qui a poureffet de rduire la valeur K de la fonction de transfert en considrant lessimilitudes gomtriques entre les bassins. Pour ce faire, nous avonsconsidr le mme rapport d'chelle des longueurs dfinit par le rapport: AILpour tous les bassinsA : aire du bassinL : chemin hydraulique le plus long- Modle 1 Njveau 2Nous avons considr dans ce cas, trois sous-bassinsNiaimp 1 = IMP1Niaper 1 = IMP2 + PER1Niaper 2 =PER 2Comme dans le modle MlN1, nous avons tenu conserver le mmerapport d'chelle des longueurs pour les 3 sous-bassins. Dans le cas dusous-bassin Niaimp 1 , le rapport d'chelle AIL calcul est infrieur lalongueur minimale de bassin admise par le logiciel (110 m). Nous l'avonsprise gale 111 m afin de pouvoir effectuer la simulation. Nous avons aussiconsidr le coefficient de ruissellement de Niaimp 1 gal 99 % (valeurmaximale admise par le logiciel).En ce qui concerne la schmatisation du ruissellement sur le systmeIMP2-PER1, nous avons rapport le 'flux d'in'filtration sur PER1 sur toute lasurface IMP2 + PER1. Nous avons fait de mme pour le stockage sur PER1(voir schma ci-aprs)6061!1'= 3,5mm/h5TO' =5TO x 51/(S1 + 52):::) l' =1X 51/(51 + 52)l t, + 52 ~'- ,_M_P_2_+_PE_R_I I! 5TO' = 7mmavec5TO x 51 =5TO' (51 + 52) :::)1x 51 = l' (51 + 52)- Modle 2 Niveau 1Le bassin a t considr dans sa globalit avec un coefficient deruissellement gal. au paramtre COEF (40 %). Dans Teresa, les pertesinitiales sont ngliges dans les bassins urbains et le paramtre COEF n'estpas utilisable sur les. bassins ruraux. Ainsi, nous avons nglig le stockagedans nos simulations, ce qui conduit ncessairement une surestimation desvolumes ruissels. .p1! 521PIMP2 !,51 r':"'. Q4PERI lSTO=10mm1t+1 = 5mm/h111111111111111111111111111111111111"-"r'f,jl.1- Modle 2 Niveau 2 ,~ ,/'Les mmes remarques demeurent.valables pour le Niveau 2 mais leparamtre COEF utilis est de 45 %. / 'Les donnes de bassins et donnes hydrologiques sont donnes pourle modle 1 dans les tableaux 5-6 en annexe.Remarque: L'utilisation de Teresa ncessite la spcification an rseau deruissellement. Le rseau tant compos de bassin et/oucollecteurs. Nous avons suppos dans le cas o nous avionsdcompos le bassin que les exutoires des sous-bassinsaboutissaient un collecteur type ruisseau dont lescaractristiques sont donnes dans le tableau 5.I-I11111111111111113me PARTIECAS D'APPLICATION631111111111111111111. SIMULATIONS: RESULTATSNous avons utilis Mouse et Teresa avec les concepts de productiondvelopps dans les Modles 1 et 2 pour les 2 Niveaux de dfinitions dessurfaces de ruissellement, dont nous avons expos dans le chapitreprcdent la reprsentation pour les 2 logiciels.Nous avons donn le jeu de paramtres de production utiliss (tableaua) tir des simulations des modles 1 et 2 avec un programme mis au pointpar l'OR8TOM, simulations effectues sur un sous-bassin urbain de Niamey(nous donnons tes principales caractristiques en annexe 1) dont les valeursqui servent de rfrence figurent dans le tableau 7. A partir de notre tude decompatibilit entre les modles 1 et 2 et le logiciels, nous avons dtermin lesdonnes hydrologiques utilises pour chaque logiciel et pour les 2 modles.Ces donnes pour Mouse figurent dans les tableaux 1, 2, 3, 4 et pourTeresa dans les tableaux 5 et 6 (annexe 5).Nous avons utilis une quinzaine d'averses observes Niamey pourles simulations. Les hyetogrammes d'averse figurent dans les rsultatsdtaills de simulation avec Teresa en annexe 2.Nous prsenterons successivement les rsultats de simulations des 2-modles pour chaque logiciel.Numro M2N2 M2N1 M1 N1 M1N2averse Lec Lec QD Lec OD Lec1 1,98 2,16 0,88 2,12 0,19 0,412 3,58 3,36 1,39 2,86 2,03 3,113 1,88 2,10 1,47 2,1 1,29 1,594 0,93 1,68 1,05 1,68 0,22 0,325 14,31 15,32 15,11 22,18 19,38 26,146 5,45 5,46 0,63 3,68 0,13 0,77 14,53 15,56 12,44 21,92 15,25 25,798 2,87 2,57 1,22 2,53 1,28 1,919 1,47 1,93 1,01 1,89 0,2 0,3610 6,64 6,78 1,28 4,22 1,07 2,5911 15,61 16,77 11,79 18,73 16,37 21,3212 9,29 9,73 1,5 5,4 2,43 4,8613 5,89 5,94 1,11 3,88 0,97 1,8714 8,58 8,94 4,84 7,85 9,80 11,3315 6,41 6,52 0,76 4,12 0,37 1,09Tableau 7 : Valeurs de rfrenceOp : dbit de pointe - Lec : lame coule641111111111111111111. MODELE 1 NIVEAU 1 : M1 N1a) MouseNous avons observ une sous-estimation des valeurs simule de lamescoules par rapport aux valeurs de rfrence (tableau 8). Nous avons ainsitrait un cas simple de simulation pour en rechercher les raisons.Tableau 8 : M1 N1 : MouseAverse LE1 LE21 2,12 1,72 2,86 1,63 2,1 1,24 1,68 1,45 22,18 14,66 3,68 3,47 21,92 15,48 2,53 2,39 1,89 2,310 4,22 4,011 18,73 14,612 5,4 5,0113 3,88 3,614 7,85 6,115 4,12 3,7LE1 : lame coule de rfrenceLE2 : lame coule simulea.1. Donnes de simulation Donnes de BassinsS = 124 haIMP = 21 %PER=79%6566 Pertes EQ.isode Q.luvieuxa.3. 'Production simuleVolume ruissel =96 135 m3H = 108 mmIntensit Temps(mm/h) (mn)36 6072 60Nous avons observ une nette diffrence avec la simulation avec lemme pisode pluvieux et les mmes donnes de bassins.INF~9679 m3STO ~ 10 775,6 m3 Production brute : 104 533,2 m3 Production nette : 84 078,6 m3- Production calcule ~ 112 201,8 m3 Donnes hvdrologiQUes sur PEBINF=5mmlhSTO= 11 mna.2. Production calcule-IMP ~ 108 x 26,04 x 10 = 28123,2 m3-PERLa diffrence avec la production calcule est de 16 066,8 m3, ce qui estnorme. Pour expliquer les raisons de cette diffrence, nous avons considrsparment les surfaces IMP et PER et simul leurs productions (rsultats ci-aprs < 1 > IMP, < 2 > PER).Modle : Modle ruiss. niv. BDate des calculs .."" : 25 aot 1989 12:34Dure simule " .."" : 1000 minutesPas de temps "".,,: 300 secondesNb de pas de tempsentre 2 stockagesdes rsultats "" : 1Fichier rsultats : NIATE5T.RRF111111111111111111111111111111111111BASSIN V. Dbit Temps Dbit Temps Volumemaxi mini ruiss.(m3/s) (min) (m3/s) (min) (m3) BVURB 4,927 120,0 0,000 0,0 28032,1 BVRUR 14,135 120,0 0,000 0,0 68400,996433,1Nous observons que la production sur IMP est voisine de celleprcdemment calcule, la diffrence observe de 91 m3 s'expliquant par lefait que la branche descendante de l'hydrogramme simule ne s'annulejamais (dcroissance exponentielle), ce qui ncessite la dure de simulationlongue. Donc la diffrence observe (16 066 m3) concerne les surfaces PER.En analysant l'hydrogramme de ruissellement des surfaces (annexe 3),nous constatons que celui de PER s'annule rapidement, ce qui nous faitsupposer que les pertes par infiltration sur PER sont prises en compte aprsla fin de l'averse. Nous avons obtenu con-firmation de cela, en appliquant surPER l'averse nette et en considrant les pertes par infiltration nulle, laproduction simule devient gale la production calcule.Ainsi la rduction des pertes par infiltration pendant toute la dure duruissellement sur les surfaces PER explique les diffrences observes delames coules entre les valeurs de rfrence et les valeurs simules.b) TeresaLes valeurs de lame coule obtenues aprs simulation diffrent peudes valeurs de rfrence (2 diximes de mm en moyenne). Les diffrencesobserves s'expliquent en partie par le fait que, pour viter un talement tropimportant des hydrogrammes (qui sont cods en 200 valeurs), nous avionschoisi un dbit ngligeable de 10 Ils.67Tableau 9 : M1 N1 : Teresa68Nous n'avons pas pu expliciter totalement les raisons des variationsmais nous nous sommes borns utiliser dans nos simulations le mme pasde temps de discrtisation des hyetogrammes d'origine soit 5 mn.Nous avons observ d'autre part une influence trs importante de lavariation du pas de temps de calcul sur le volume coul. Avec des conditionsde simulation identiques, nous avons not des diffrences importantes devolume ruissel, en faisant varier de quelques minutes le pas de temps decalcul (tableau ci-aprs, les donnes dtailles sont en annexe 4).LE, = lame coulede rfrenceLE2 = lame coulesimulePas de temps Volume coul(mn) (m3)6 31 9507 306368 26865910 31 62011 29 13812 26992Averse LE, LE2(mm) (mm)1 2,1 1,82 2,9 2,93 2,1 2,35 22,2 22,76 3,7 3,87 21,9 22,58 2,5 2,39 1,9 2,110 4,2 4,111 18,7 19,912 5,4 5,213 3,9 3,814 7,8 8,715 4,1 4,81111111111111111111111111111111111112. MODELE 1 NIVEAU 2 : M1 N2a) MouseLe mme problme mis en vidence dans le cas du modle 1 niveau 1se pose aussi pour le niveau 2. Nous avons effectu les simulations pourquelques averses intenses (tableau ci-aprs), il y a sous-estimation deslames coules du fait que Mouse prend en compte les pertes par infiltrationaprs la fin de l'averse et pendant toute la dure du ruissellement sur PER.M1 N2 : MouseAverseLE, LE2(mm) (mm)5 26,14 12,57 25,79 12,211 21,32 11,7b) TeresaLes remarques faites pour le niveau 1 restent valables pour le niveau 2.Nous observons de faibles diffrences (5 diximes de mn en moyenne) asseznettes pour certaines averses (averses 6 et 15) (tableau 10).69111111111111111111Tableau 10 : M1 N2 : TeresaAverseLE1 LE2 OP1 QP2(mm) (mm) (m3/s) (m3/s)1 0,4 0,4 0,19 0,382 3,1 4 2,03 1,543 1,6 2 1,29 0,965 26,1 26,1 19,38 11,116 0,7 1,5 0,13 0,37 25,8 25,8 15,25 10,38 1,9 1,9 1,28 0,799 0,4 0,7 0,20 0,41510 2,6 3 1,07 0,911 21,3 22 16,37 9,6212 4,9 5,2 2,43 1,6113 1,9 2,3 0,97 0,7814 11,3 11,7 9,80 3,0715 1,1 3,2 0,37 0,75OP1 =dbit de pointe de rfrenceOP2 =dbit de pointe simule3. MODELE 2 NIVEAU 1a) MouseLes valeurs de lames coules obtenues par simulation sontgnralement gales aux valeurs de rfrence. Mouse permet ainsi unesimulation presque parfaite du schma de production du modle 2 pour leniveau 1 de dfinition des surfaces de ruissellement.Nous n'avons pas tenu compte de la signification des valeurs simulesdes dbits de pointe du fait que Mouse utilise l'onde cinmatique pour letransfert et le modle 2, le schma de stockage rservoir linaire. Nousn'avons pas pu tablir de transformation entre les quations de ces deuxfonctions de transfert (concepts de base diffrents).70111111111111111111Tableau 11 : M2N1 : MouseAverse LE1 LE21 2,2 2,72 3,4 3,43 2,1 2,14 1,7 1,75 15,3 15,36 5,5 5,87 15,6 15,58 2,6 2,69 1,9 1,910 6,8 6,811 16,8 16,812 9,7 9,713 5,9 5,914 8,9 8,915 6,5 6,5b) TeresaNous avons dj signal que Teresa n'est pas utilisable correctement lemodle 2. Le paramtre pertes initiales n'tant pas pris en compte.4. MODELE 2 NIVEAU 2a) MouseLes rsultats simuls de la production sont gnralement identiques ceux des valeurs de rfrence. Comme dans le cas du niveau 1, il Y asimulation presque parfaite du schma de production du modle 2 pour leniveau 2 de dfinition des surfaces de ruissellement.111111111111111111Tableau 12 : M2N2 : MouseAverse LE1 LE21 2 22 3,6 3,63 1,9 1,94 0,9 0,95 14,3 14,26 5,4 5,87 14,5 14,58 2,9 2,89 1,5 1,510 6,6 6,611 15,6 15,612 9,3 913 5,9 5,914 8,7 8,615 6,4 6,4\ "72111111111111111111Il. RESULTATS: COMMENTAIRES ET REMARQUES1. MODELE 1a) Mouse (Niveau B)Mouse permet de reprsenter correctement les surfaces deruissellement (niveaux 1 et 2) avec une souplesse qui permet de descendre un niveau plus dtaill que le niveau 2.Pour ce qui est de la production, Mouse est utilisable sur les surfacesimpermables.Sur les surfaces permables, la production est sous-estime (pertes parinfiltration prises en compte pendant toute la dure du nlissellement). Dansl'tat actuel de Mouse, on peut nanmoins l'utiliser sur les surfacespermables en utilisant comme entre l'averse nette et en considrant sur cessurfaces les paramtres de production (PE et INF) comme nulles.Dans l'tat actuel, le schma de transfert de Mouse pourrait tre utilisen mode projet si l'on dispose de moyens de prdtermination desparamtres (pente et coefficient de ruissellement). L'adjonction future duschma de transfert rservoir linaire dans Mouse facilitera la simulation enmode projet et gestion sur les bassins urbains ouest-africains. /""~/ , ". ,-'. ~~~~~b) TeresaTeresa permet une assez bonne reprsentation des surfaces deruissellement (niveaux 1 et 2) en dcomposant le bassin en sous-bassinsurbains et ruraux et en liminant la distorsion de longueur des cheminshydrauliques.Pour la production, les rsultats de simulation sont relativementacceptables avec le pas de temps de calcul que nous avons utilis. Il convient. d'tre prudent dans l'utilisation de Teresa cause du problme de l'influencedu pas de temps de calcul que nous avions signal et qui nous semble treli un problme de programmation.Au niveau du transfert, les diffrences sensibles observes sur les dbitsde pointe avec les valeurs de rfrence semblent tre dues la diffrence detemps de rponse entre les surfaces PER et IMP. L'ordre de grandeur de cesdbits nous semble acceptable par rapport aux valeurs de rfrence. Dans saver~ion actuelle, il serait plus prudent d'utiliser Teresa en mode projet sur lesbassins urbains ou sous-bassins urbains (impermables), son utilisation73~Ffai?i:.~~'?11JEP-t":::.~~~;i.-Irl":-fi='c--j:.::..a:.::-..[:lventuelle sur les bassins semi-urbains devrait tre faite avec prcaution caril n'existe pas actuellement d'quation de prdtermination du paramtre K5ur les bassins ruraux.2. MODELE 2a) Mouse (niveau A)Mouse permet de bien reprsenter les surfaces de ruissellement(niveaux 1 et 2) et d'utiliser presque parfaitement le schma de production dumodle 2.Le schma de transfert utilis dans le cas du niveau A de Mouse est unecourbe aire-temps (translation simple). Par rapport la formule rationnelledont il utilise le principe de calcul du dbit de pointe, le niveau A de Mouseprsente l'avantage de donner un hydrogramme de ruissellement partird'une loi aire-temps rendue adimensionnelle (choisie partir de la forme dubassin) mais non utilisable pour simuler le transfert du modle 2. Le niveau Ade Mouse est donc utilisable pour la production en mode projet sur desbassins fortement urbaniss: les paramtres importants dfinir l'avancetant le coefficient d'impermabilit du bassin et le temps de concentration.Pour les bassins semi-urbains et ruraux, il convient de l'utiliser avecprudence sur ceux dont les surfaces naturelles nues se comportent commedes surfaces impermables (cas frquent en Afrique de l'Ouest).b) TeresaDans sa version actuelle, Teresa ne permet pas d'utiliser le modle 2sans correction des lames coules, cela tant d au fait que Teresa avait tconu pour une utilisation en mode projet sur des bassins urbains europenso l~s pertes initiales peuvent tre ngliges.D'autre part, il ne permet pas d'utiliser le modle 2 sur un sous-bassinrural donc de reprsenter les surfaces de ruissellement sparment. Lebassin doit tre considr dans sa globalit.On peut ainsi utiliser Teresa pour le niveau 0 de dfinition des surfacesde ruissellement moyennant la prise en compte des pertes initiales quipeuvent tre dduites des entres (hyetogrammes) au niveau du transfert,Teresa utilise le mme schma que le modle 2.Les mmes remarques qui ont t faites sur l'influence du pas de tempsde calcul dans le cas du modle 1 restent valables pour le modle 2.74111111111111111111III. REMARQUES ET CONSEILS PRATIQUESD'UTILISATIONA. MODELE 11. MOUSE : UTILISER LE NIVEAU Ba) Dfinition des surfaces de ruissellement Bonne reprsentation des surfaces de ruissellement pour les niveaux 1, 2avec les correspondances suivantesIMP =surfaces impermablesPER =surfaces permablespour le niveau 2, les correspondances suivantes peuvent tre utilises:IMP1 = surfaces impermables pentuesIMP2 + PER1 =surfaces semi-permablesPER2 =surfaces permablesb) Production Bonne saisie des hyetogrammes observs en respectant les unitsparticulires d'intensit utilises dans Mouse. Les paramtres de production INF et STe peuvent tre aismentreprsentes :STe peut tre rpartie sur les pertes initiales et le mouillageINF (constante ou variable) peut tre facilement saisie.Les paramtres fictifs INF et STe du systme IMP2-PER1 seront dterminsselon l'exemple donn dans le chapitre 5 sur l'utilisation pratique deslogiciels dans le cas du niveau 2 de dfinition des surfaces deruissellement. Pour la simulation sur les surfaces permables et semi-permables, utilisercomme entre l'averse nette en considrant INF et STe comme nulles surces surfaces. Choisir la dure de simulation assez longue (l'hydrogramme deruissellement ne s'annulant pas).75111111111111111111c) Transfert Le schma de transfert de Mouse dans sa version actuelle n'est pasutilisable pour la simulation du modle 1. Le schma de transfert du type stockage rservoir linaire seraprochainement adjoint Mouse, l'on pourra ainsi utiliser Mouse en modeprojet et/ou gestion dans le milieu urbain ouest-africain. Il est noter queMouse applique le transfert aux lames nettes partielles alors que dans lemodle 1, il s'applique la lame nette rsultante.2. TERESAa) Surfaces de ruissellement Dcomposer le bassin en sous-bassins urbains et ruraux (2 sous-bassinspour le niveau 1, 3 pour le niveau 2). Eliminer la distorsion de rponse des sous-bassins induite par cettedcomposition en considrant le rapport aire sur longueur de sous-bassinsidentique. Dfinir le rseau de ruissellement (bassin, collecteur et dfinir l'exutoirepour les sous-bassins).b) Production Bonne saisie des hyetogrammes (avec ou sans abattement). Considrer le systme IMP2-PER1 comme un bassin rural et dterminer lesparamtres de production 'fictifs comme dans le cas de Mouse. Choisir le mme pas de temps de discrtisation ~T que les hyetogrammesen respectant la limite du rapport~ donn par le logiciel. Utiliser Teresa de prfrence sur les bassins urbains et sur les bassinsruraux trs peu permables assimilables aux bassins urbains.c) Transfert Le schma de transfert est le mme que celui du modle 1 sur les surfacesimpermables. Pour les surfaces permables, Teresa ne permet pasd'utiliser le modle 1. Le schma de transfert du type stockage 27611111111111111111-1rservoirs linaires de mme paramtre n'a pas t test en Afrique del'Ouest et le paramtre K ne peut tre prdtermin. Choisir un dbit ngligeable non nul pour faciliter le calcul deshydrogrammes.B. MODELE 21. MOUSE : UTILISER lE NIVEAU A DE MOUSEa) Surfaces de ruissellement Bonne reprsentation des surfaces. Considrer le systme IMP2-PER1 pour le niveau 2.b) Production et transfert Le paramtre COEF sera utilis pour les surfaces permables et semi-permables (les surfaces impermables ruisselant 100 %). Calculer les pertes initiales quivalentes pour le systme IMP2-PER1. il Calculer le temps de concentration selon la formule utilise en Afrique del'Ouest (Sighomnou, 1986). Le schma de transfert (courbe aire-temps) ne permet pas de reprsentercelui du modle 2. Dans le cas de l'adjonction du schma de transfert rservoir linaire Mouse pourrait tre utilis parfaitement.2. TERESAa) Surfaces de ruissellement Seul le niveau 0 de dfinition des surfaces de ruissellement peut treutilis. Le bassin tant considr dans sa globalit avec un paramtreCOEF assimilable au coefficient d'impermabilit (les surfaces naturellesne ruisselant pas). Ce qui ne traduit pas la ralit du ruissellement en milieuurbain ouest-africain. Utiliser Teresa que pour les surfaces impermables.77111111111111111111b) Production et transfertDans le cas d'utilisation sur des surfaces impermables:- dduire les pertes initiales des averses- bien choisir le pas de temps de discrtisation.78111111111111111111CONCLUSION GENERALELes problmes d'hydrologie urbaine, de par leur dimension humaine(sant, environnement. scurit) deviennent de plus en plus aigus en Afriquede l'Ouest. On conoit aisment l'importance que revt l'utilisation des outilsoprationnels d'hydrologie urbaine.L'tude de compatibilit que nous avons mene entre Mouse, Teresa etles modles proposs par les chercheurs de l'OR5TOM, et le traitementeffectu sur le bassin de Niamey nous ont permis de fournir quelquesmthodes et conseils d'utilisation dans le milieu urbain ouest-africain.L'objectif principal de la recherche actuelle en hydrologie urbaine enAfrique de l'Ouest (transposabilit des modles) et la prcision estime 25 % des caractristiques hydrologiques simules par les modles propossconduisent un dveloppement des recherches actuelles pour une meilleureconnaissance des donnes d'entre (chroniques de pluies transposables) et l'laboration d'quations de prdtermination des paramtres rgionalissconcernant les modles de transfert (paramtre K pour les bassins urbains etruraux).Ces dveloppements ultrieurs de la recherche conditionnent le gain deprcision sur les caractristiques hydrologiques simules et l'utilisationjudicieuse en mode projet des logiciels.79111111111111111111BIBLIOGRAPHIEBOUVIER C. 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Hydrologie Continentale.vol. 3. n 2. p. 131-139.82LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX111111111111111111Figure 1Figure 2Tableau aTableaux 1, 2, 3, 4Tableaux S, 6Tableau 7Tableau 8Tableau 9Tableau 10Tableau 11Tableau 12Schma de modle d'assainissement.Structure des modles d'assainissement.Paramtres de simulation.Donnes de simulation avec Mouse.Donnes de simulation avec Teresa.Valeurs de rfrence.Rsultats de simulation avec MouseModle 1 Niveau 1.Simulation avec Teresa: M1 N1.Simulation avec Teresa: M1 N2.Simulation avec Mouse : M2N1.Simulation avec Mouse : M2N2.83111111111111111111Annexe 1Annexe 2Annexe 3Annexe 4Annexe 5ANNEXESDonnes du bassin.Rsultats dtaills de simulation avec Teresa.Hydrogrammes de ruissellement Mouse : M1 N1.Rsultats: influence du pas de temps de calcul sur lasimulation avec Teresa.Donnes de simulation pour Mouse et Teresa.84L\lende:Coefficients d'impermabilitBassin O.R.S.T.O.M.11111111111---------limite du bassinlimile de zonelimita rlol habil.t traditionnel1sOOm121571216191711211615252522251,082,041,420,900,420,871,601,038,2816,5325,8910.623,172,749.022,962.250,961,361,220,820.24D,571,330,686,2221,4114,232,30':.480,120,680,200,080,180,300,270,352.0623,231,9016,759,134,852.537,637.586,4054.87_ _ -"- , __.:...._..:..:_.~C~o~effffiilcientsmoyensd'j.. ~~[~;;;-m_p_errm~:a=b:i~lit:_-,- _VOlflesnongoudronnes Routes-~::~--t--~~-L-~a, goudronnes -,..----ha Toitures Total des100' A h. .urla",10"' 41," ha mu~""10", C 14," 13," ha1 11,13 5,54 1,60one habitat 4,31 0,21traditionnel 0.49(A+B+C) 67.18Nouveau marchZone 0ZoneFZoneFZoneGZone HZone 1Zone JZone d .(es entreptsce D J)Integral1t d .u DaSSln111111BASSIN ORSTOMHypsomtrie:Caractristiques physiquesIndice de compacit de Gravelius: 1,36Altitude % Surface (ha)222,1 0 0221,0 6,9 8,6220,0 22,2 27,5215,0 61,4 76,1210,0 85,4 105,3205,0 98,6 122,2200,0 100 124124 hectares5,41 km222,1 m200,0 mSuperficiePrimtreHmaxHminPdologie: sols homognes sablo-argileux dpourvus de couverture vgtale.111111111111111111t--F"11==171=== =============================== ==============================1 FICHIER NOM1RESEAU!BASSINS ELEMENTAIRES!SECTIONS!reln!sec1!= ============================= =============================== ============================11DEBUT !mn !PASmn! DEBIT NEGLI.!! 1/5 !==============================L~S HYDROGRAMMES EN CHARGE SONT TRANSMIS SANS DEFORMATIONF OPAGATION SIMPLE SUR TOUT LE RESEAU11a! S.OO! la!= ==================================================================================================================!STRUCTURE DU RESEAU!LIAISON!PROPAG!LONGUEUR ! PENTE! ! (m) !NOM! TYPE!AVAL! RADIER! TERRAIN!! (m) ! (m) !NOEUD AMONTNOM=============================================================================111= ============================================================================ ============================================================================--===========================================================================11!niaimp!niaper! 3!n41. OO!O.SO!!n3!n33.00!n42.S0! EXUT.BASS.! BASS.! COLL.!!! ru ! SIMPLE! 100.0! 0.0051-------------!PLUIE!=======~-========================================================================================================================================================= ============================================================================ ================~==========================================================50! ABAT.1O.OOO! 0.000YkmEPICENTREO.OOO!XkmPAS DISCRETISATION (10e mn)POINTE20! 15! 24.5!20! 36.8! 55!600! 1200! I140! 5I6l 5I6! l ~~:lI56! 2! 24! 24! l:!a! a! a! a! O!a! a! a! al a!! TYPE !DEB.!HAUT.!DUR.!INST!DUR.!HAUT.!! ! mn ! mm ! mn ! mn ! mn ! mm !p1000!OBSER !NOM! INTENSITE PLUIE (10e mm/heure)=============================================================================1111====================================================================================================================== ========================================================================================================================================================p1000! 0.00p1000! 0.00PLUIE ! ABAT!! ABAT !DEBIT DEC! ! (m3/s)O.OOO! 99!O.OOO! 1! PLUIE!YCGBV .! IMP. !(km) !(%)!2.00!O.OOO!O.OOO!XCGBV(km)36.80!36.80!O.O! 32142! 20.0!HORTON KA ! B(s) ! (mn)400.000!1500.000!5.0!50 !50 !!VOL RUISS!H. TOTALE!! rn3 ! mm !15.0!10.98! 9478.50!40.00! 18396.00!0 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 026.04!97.96!! RUISS.!PERTES INI!VITES LIM!! (mm) ! (mrn/h)!!SURFACE! PENTE! LONGUEUR!(ha) ! 10e mm/ml (m) !NOMNOMNOMU!SECTION!=========------------------= ============================================================================!BASSINS RURAUX!=============================================================================================================================NOM TYPE !STRIC!OUVERT!HAUT/DIAM!VITESSE!SECTION!RAYON! Q/I DE! !FERME! (cm) ! (m/s)! (m2)! (m) ! (m3/s) ! (m)!BASSINS ELEMENTAIRES!================================!BASSINS ELEMENTAIRES:RESULTATS!============================================================================================liairnp!niaper=========================================================================================================================================================== :===========================================================================~============================================================================!niaper!SURF TOT! 124.00!= ============================================================================~============================================================================ =======================~===================================================!niaimp! iaper111111111111111111!RECAPITULATIF DES COLLECTEURS!===========================================-~====================~========================================== ============================================================================ ============================================~========~============================================================O.O! O.OO! 0.0! VOLUME ! VIT (mIs)! PERDU !AUTOCURAGE! m3 ! Q/10 ! Q/10! 27874.5!27874.5!27874.5!9478.5!18396.0130.00!50.00!40.00!40.83!9495.0! 40.83! 27874.5!9495.019495.016255.0!5330.0!10!reln!secl!NOM!DEBIT MAX!POINTE !VOL. TOT.!! '1/s ! mn 1 m3 !!DEBIT MAX!POINTE !VOL. TOT. 1! l/s ! mn ! m3 !!DEBIT MAX!POINTE !VOL. TOT.!! l/s ! mn ! m3 !FINmn! 2.00! O.OO! 9.491 O!! DEBIT NEGLI.!! lis !5.00!20.83! 220.83120.00! 220.00!20.83! 220.83!20.00! 100.00!30.00! 220.00!!ru1!! DEBUT! FIN! mn ! mn! DEBUT! FIN! mn ! mn! DEBUT !! mn !! COLLECT. 1VITES! Q Q! H ! PENTE !VOLUME! !MOYEN!ADMISS! MAXI !MAX!MOTRI.!TRANS.! ! mis ! m3/s ! m3/s !em ! ! m3FICHIERO!NOMNOMNOMRESEAU!BASSINS ELEMENTAIRES!SECTIONS!DEBUT! PASmn mn! 14=========~================:====================================================~~===================================================== :=============================================================================================================================================================================================================:=========================================================:=! 8!=============================== ====================================================!HYDROGRAMMES DE RUISSELLEMEMT!!HYDROGRAMMES AU PASSAGE DES COLLECTEURS!==============================================================!HYDROGRAMME A L EXUTOIRE!=================================================================================================================================================================== ====================================================!n3! '~n3! iaimp1 ... l.aper'! NOEUDAMONT '= :==============================111111111111111111:==========~==~==============+--------+------------------------------------------------------------_.Cll.210 QI. m,a QI. 000~.0a ~ QI.a:l 0.00II10.11:" , QI. 1:9 QI.'"1L:5.0f21 QI.2a8 0.'*'20.0111 1 Ill. 47'8 0.820:!~.a0 ! 0. bEl: ra. 0::;1:0.00 1.389 B.1463~.QJQJ 1.QJql B.~l140.00 1.:91 B.~874:'1.0f21 1. 4:5~ 1.1 0.00t'l,3~".OO 1 O. t1B3 121.00111! ::;4~~0rJ , QI. 079 0.1300, 350.L:l0 , 121.075 121. 121001, ::55.00 , 0.07: l2I.l2I00, 3bltl.L:J1'l , 0.069 121.01110,:S::;.QI~ 1 0.06b 0.000, ::7171.00 , 0.0b3 1'1.0001 :'7::;.00 , 0.0(.1 0.0001 :;B0.~'", 1/l.'l58 11/."1110 -::35.0rJ 1 'li. "'5'~1 ".1'1011,::7rJ.r'~ 1 0.05" O. 11ll1!\1, :;'15.CJG'l , QI.0~= 0.01J0, 4011l.;1C1l 1 0.05lJ 0.0C1l01,4e::;.~171 0. III '18 O.I1lVl~, '11111. ('Iil , 0.046 0.01710, '1 \ 5.1.10 , IL I14~ 1'I.1Il1ll04:~. ~'" l'I.lIJl\:". ~.('I'ln4::::.iill'l 0.01\\ 171. mIn1.1::-~. ~~C' fIl.(J'ICIl lU. mm, 4:".:-;. '~L' Ill .r:9 n.. ~r.'t,, 1.' fl. ~~~, 0.1:-;- III.:'''lt'!,4\~.~H1 0 1-:1, 0.11C13,"~:J .. ~~t" C't.t'~~ III. ('1'['1\~r: .1.1 n. (1-" Ill. mm1, lt.L'. ~~n Ill. Ll:-.-: Cl. ()r"~'::~r:.~'Cl i). .,~: (1. LJlm.. . . . ~. L'. :'1- 1 r.. r~~~. - ..... ..... ;'. ,";] ~ ~ ..,:,t'.:. ' '~1 ' c- '1 ... ~:--. : ,., or""l,'..... LJ J:~ J .~O(;~,,~. ,1(1 ~1. c:'7 ~. ;.~~c--- =======--===============NOM DEBUTmnFIN IDEBIT MAX!POINTE 1VOL. TOT. 1mn 1 Ils 1 mn 1 m3 1-=======================-===----===========================================================================-- ============================~~=============================================================31620.0!31620.0140.00!40.831=======!essai!10070.0110070.0!101reln!secl!NOM1DEBIT NEGLI. 11 Ils 120.001 190.00120.831 190.83112.00!PASmnFICHIER01==========================~RESEAU!lASSINS ELEMENTAIRES!SECTIONS!In3Kn3=~~=;-========================================================! DEBUT 11 mn 111111111111--================================!BASSINS ELEMENTAIRES:RESULTATS!================================1LE~ HYDROGRAMMES EN CHARGE SONT TRANSMIS SANS DEFORMATIONPRG2AGATION SIMPLE SUR TOUT LE RESEAU111========================================OM ! K~ !VOL RUISSIH. TOTALE!! . mn ! m3 1 mm !1,=======================================ni imp! 6.721 1609.201 32.801ni ~erl! 35.001 16304.401 32.80!ln i a per 2! 35 . 00 ! 9079 . 20 ! 32 . 80 1=======================================1======== "=============================== =============================~~=====================================3951. O!36.80!36.80!36.80!755.0! 260.83!reln!sec1!10!NOM!VOL RUISS!H. TOTALE!! m3 ! mm !KAmn6.72! 1806.00!35.00! 19011.00!35.00! 10803.00!50.83! 365.83!FICHIERO! 10.00!NOMRESEAU!BASSINS ELEMENTAIRES!SECTIONS!:114NOM ! DEBUT! FIN !DEBIT MAX!POINTE !VOL. TOT.!! mn ! mn ! lis ! mn ! m3 !=========================================! essai! 2.!HYDROGRAMMES AU PASSAGE DES COLLECTEURS!=====================================================!BASSINS ELEMENTAIRES:RESULTATS!DEBUT! PAS !DEBIT NEGLI.!mn ! mn ! lis !:===================================================================================================================== :==================================================================== :=============================== ============================F OPAGATION SIMPLE SUR TOUT LE RESEAU= ============================================================================================!niaimp !!niaper1 !!. iaper2 !LLS HYDROGRAMMES EN CHARGE SONT TRANSMIS SANS DEFORMATION===============~=============================================================================================================================================--------------======================================================8740.0! 36.00! 26992.8!8740.0! 36.83! 26992.8!la!reln!sec1!NOM8.00!24.00! 192.00!24.83! 192.83!FICHIERa!=========================================!HYDROGRAMMES AU PASSAGE DES COLLECTEURS!=========================================NOM ! DEBUT! FIN ! DEBIT MAX! POINTE ! VOL. TOT.!! mn ! mn ! l/s ! mn ! m3 !!essai! 3================================!BASSINS ELEMENTAlRE5:RESULTATS!! 13! :n3= ============================PROPAGATION SIMPLE SUR TOUT LE RESEAU=============================================================== ==============================L 3 HYDROGRAMMES EN CHARGE SONT TRANSMIS SANS DEFORMATION=-====================================================================================RESEAU!! BASSINS ELEMENTAIRES!! SECTIONS!! DEBUT! PAS !DEBIT NEGLI.!! mn ! mn ! l/s !============================: :================~=====================NOM l K~ !VOL RUISS!H. TOTALE!1 ! rnn ! rn3 ! mm !~======================================.Iiairnp 1 6.721 1612.80! 32.80!fiaperl 1 35.00l 16248.001 32.801iaper2! 35.00! 9004.801 32.80!=======================================11111= ============================== FICHIER 1 NOM !1I==============================. RESEAU! re!, BASSINS ELEMENTAIRES! n!1 SECTIONS! sec1!==============================~============================1 DEBUT 1 PAS IDEBIT NEGLI.!1 mn 1 mn 1 Ils !~===========================! O! 11.00! 10!; ~=;=========================fessai! 4======1L S HYDROGRAMMES EN CHARGE SONT TRANSMIS SANS DEFORMATION~PAGATION SIMPLE SUR TOUT LE RESEAU11================================!BASSINS ELEMENTAIRES:RESULTATS!----------------------------------------------------------------= ======================================! NOM 1 KA !VOL RUISS!H. TOTALE!II! mn ! m3 ! mm !=: =====================================1.. i a imp! 6 . 72 ! 1709 . 40 ! 34 . 80 !!laper1! 35.00! 17579.10! 34.80!!: aper2! 35.00! 9847.20! 34.80!=: ===============================.=======111================================!1 FICHIER ! NOM !: =============================! RESEAU! re!!_ASSINS ELEMENTAIRES! n!! SECTIONS! sec1!: ==============================11===========================! DEBUT! PAS !DEBIT NEGLI.!! Iron ! mn ! , 1/5 !: ===========================! O! 6.00! 10!==============================!essai! 5=======================================================================!BASSINS ELEMENTAIRES:RESULTATS!1~~S HYDROGRAMMES EN CHARGE SONT TRANSMIS SANS DEFORMATION: IPAGATION SIMPLE SUR TOUT LE RESEAU1: 1=====================================NOM ! KA !VOL RUISS!H. TOTALE!: IL=====~====~~===~===~~====~===~~====~niaimp !'"'IPer1 !per2 !6.72! 1807.20!35.00! 19180.80!35.00! 10962.00!36.80!36.80!36.80!:~======================================11111=====================~=========!RECAPITULATIF DES COLLECTEURS!================================ ;========================================================================~==1NOEUD ! COLLECT. ! VITES! Q Q ~ H ! PENTE ! VOLUME ! VOLUME ! VIT (m/ s)AMONT !MOYEN!ADMISS! MAXI !MAX!MOTRI.!TRANS. ! PERDU !AUTOCURAGE, 1 mis 1 m3/s 1 m3/s ! cm ! 1 m3 1 m3 !Q/10! Q/IOIl~::::::~~~::::::~:~:~~~::~:~~~:~~:~~~::~~::::::~:~~~~~:~~::::~:~~:~:~~~:~:~11111 , ','.essaJ. .========1==============================FICHIER 1 NOM 1= :==============================! RESEAU!I BASSINS ELEMENTAIRES!1 SECTIONS!relnIsec1!= :==============================1= :============================:'pEBUT 1 PAS IDEBIT NEGLI.l-=--mn ! mn 1 1/s 1- ._===========================01 7.001 1011Ir===========================Iif HYDROGRAMMES EN CHARGE SONT TRANSMIS SANS DEFORMATIONFlbpAGATION SIMPLE SUR TOUT LE RESEAU11================================!BASSINS ELEMENTAIRES:RESULTATS!======================================================================35.79135.79135.7916.721 1759.80!35.001 18291. 00 135.001 10586.101l aimp 1aper1 1iaper2 1=Ir=====================--===============Vol.Jl&u: ~O,'S,.g,JAire Pente Longueur Rpartition Surface(ha) (m/m) (m) IMP PER1 124 0,01 2000 21 79Aire Pente Longueur Rpartition Surface (%)(ha) (mlm) (m) IMP S.PER PER124 0,01 2000 . 4 58 38IMP PERPI (mm) 0 11INF. INIT. (mis) 0 1,38. 10-6INF. L1M. (mis) 0 1,38. 10-6EXP. 0 0COEF. Mann 17 17111111111111111111ANNEXE 5Tableau 1 : Modle 1 Niveau 1Tableau 2: Modle 1 Niveau 2IMP SPER PERPI (mm) 0 7 10INF. INIT. (mis) 0 10-6 1,38 . 10-6INF. L1M. (mis) 0 10-6 1,38 . 10-6EXP. 0 0 0COEF. Man. 17 17 1785SPER : semi-permablePER : permableINF.lNIT. : infi~ration initialeINF. L1M. : infiltration limiteCOEF. Man. : coefficientde ManningPI C.AT TC1 0 3 302 8 3 303 5,7 3 30Sous-bassins Aire Pente COEF(ha) (m/m) (%)1 -IMP 26,04 0,01 1002- PER 97,69 0,01 40Sous-bassins Aire Pente COEF(ha) (m/m) (%)1 - IMP1 4,96 0,01 1002 - PER2 47,12 0,01 453 - IMP2 + PER 1 71,9 0,01 45Tableau 4 : Modle 2 Niveau 13030TC (mn)33C.AT86ANNEXE 5PIDonnes HydraDonnes Hydrao12Tableau 3 : Modle 2 Niveau 21211111111111111111111111TAbLE'AU 6 .MiNi _ TERESA======================!BASSINS E~MENTAIRES!=======================1:==========================================================================! NOM !SURFACE! PENTE! LONGUEUR! XCGBV ! YCGBV !IMP.! PLUIE! ABAT! ! (ha) ! 10e mm/ml (m) 1 (Jan) 1 (km) 1 (%) 1 !=1-:=====================--====================================================! aimp ! 26.041 J.')! 400.000! 0.0001 0.0001 991 p907! 0.00! aper ! 97.96! JO! 1500.000! 0.0001 O.OOO! ! p907!0.00== :==========================================================================!IRF TOT! 124.00!= ==========================================================================1================,!BASSINS RURAUX!============------------------=========!SECTION!=1===========================================================================! NOM !PERTES INI!VITES LIM! HORTON ! K ! PLUIE ! ABAT !DEBIT DEC! 1 (mm) ! (mm/h)! A ! B(s) ! (mn) 1 1 ! (m3/s)=1==========================================================================1 aper 1 15.0! 5.01 O.O! 32142! 20.0! ! !=============================================================================1=J1===========================================================================NOM TYPE !STRIC!OUVERT!HAUT/DIAM!VITESSE!SECTION!RAYON! Q/I DE!I ! ! !FERME! (cm) 1 (mis) 1 (m2)! (m) ! (m3/s) 1 (m)= ==========================================================================! ru ! RUISS.! ! 1 ! 2. 00 ! !! !==1==========================================================================111======================! BASSINS ELEMENTAIRES!TABLtAU 5: .M1N2.. TERESA=========--==============--=====! BASSINS RURAUX!11111=~~;=~~;~FA~;! P;;;; !=~;~;iuR=-=;~GBV =7=-;~~;;~~~~;.t==;~~~;=7=~;~;! (ha) !10e mm/ml (m) ! (km) ! (km) ! (%) ! !======================================--============================:--limp ! 4.97 ! IO! 111. 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