Vers une chaîne cohérente de modèles pluie-débit conceptuels globaux aux pas de temps pluriannuel, annuel, mensuel et journalier - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech Access content directly
Theses Year : 2003

Towards a coherent chain of global rain-flow conceptual models with multi-year, annual, monthly and daily time steps

Vers une chaîne cohérente de modèles pluie-débit conceptuels globaux aux pas de temps pluriannuel, annuel, mensuel et journalier

Abstract

Rainfall-runoff modelling is a part of the Hydrological Sciences that is concerned with the hydrologial cycle and aims at producing tools usable on different fields. Two dimensions are essential while dealing with rainfall-runoff modelling. The first one is the space scale. This scale ranges from a few square meters to a few ten thousands of square kilometers. The hydrologic literature abounds in models of every kind and in critical analyses of them. The second dimension is time. One can find in the literature a great number of models functioning on each time step, between one hour and several years. However, few authors have looked at the overall coherence of the models developed at different time steps. The present thesis tries to answer an interesting question : Is it possible to see in these various time scales a mean to rationalize the corresponding modelling endeavours and obtain more efficient and more coherents models ? Our work here, was mainly concerned with three time-steps : several years, one year and one month. For each time step we compared models from the literature, checking them against data from 429 basins featuring contrasting climatic conditions. Thanks to several going to and fro between those three time steps, we greatly improved the models available for the three studied time steps. We proposed three lumped conceptual models for these three time steps. Considering a similar model developed for the daily time step, we could get an overall view of the modelling exercise for these four time steps and we found an abiding feature in all of them. This common feature was underground exchange revealing that any basin is an open system along all its boundaries and not only with the overlying atmosphere.
La modélisation pluie-débit est une discipline des sciences hydrologiques qui s'intéresse principalement au cycle hydrologique afin d'aboutir à un outil de travail exploitable dans différents domaines. Deux dimensions définissent la modélisation pluie-débit. La première est l'échelle d'espace. Pour différentes superficies, allant d'une maille de quelques mètres carrés au bassin versant de quelques dizaines de milliers de kilomètres carrés, il existe une littérature très riche qui va de la proposition de divers types de modèles jusqu'à la critique de ceux ci. La deuxième dimension est l'échelle de temps. Du pas de temps horaire jusqu'au pas de temps pluriannuel, on trouve dans la littérature de nombreux modèles fonctionnant à chaque pas de temps. Cependant, rares sont les auteurs qui se sont intéressés à la modélisation avec une vue d'ensemble de tous les principaux pas de temps. La présente thèse tente de répondre à une question qui nous semble intéressante : peut-on tirer profit de l'échelle de temps dans la modélisation pluie-débit en vue d'obtenir des modèles plus efficaces et plus cohérents entre eux?
Nous nous sommes intéressés dans ce travail de recherche, aux pas de temps pluriannuel, annuel et mensuel. Pour chaque échelle de temps, nous avons procédé à une étude comparative des modèles tirés de la littérature en les testant sur un échantillon de 429 bassins versants de caractéristiques hydro-climatiques très variables. Grâce à des allers-retours entre les pas de temps, nous avons largement amélioré les modèles disponibles pour chaque pas de temps. Ainsi nous avons pu proposer trois modèles conceptuels globaux aux pas de temps pluriannuel, annuel et mensuel. De plus, suite à une vue d'ensemble de ces trois pas de temps, en y ajoutant le pas de temps journalier, nous avons décelé une cohérence dans la présence d'un échange souterrain indiquant clairement qu'un bassin versant est un système qui est ouvert sur toutes les frontières et pas seulement sur celle avec l'atmosphère.
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Dates and versions

tel-00005696 , version 1 (05-04-2004)

Identifiers

Cite

Safouane Mouelhi. Vers une chaîne cohérente de modèles pluie-débit conceptuels globaux aux pas de temps pluriannuel, annuel, mensuel et journalier. Hydrologie. ENGREF Paris, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005696⟩
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