| Titre : | Contribution à l’étude des crues de oued Abiod (Biskra) |
| Auteurs : | Hachemi Ali, Auteur ; abdelkader Benkhaled, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2017 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Hydrogramme de crue ; Analyse fréquentielle des crues ; Débit-Durée-Fréquence ; Gradex Agregee ; oued Abiod ; Biskra. |
| Résumé : |
RESUME :
Cette thèse présente l’étude du phénomène de crue dans le bassin versant aride à semi-aride de oued Abiod dans la région de Biskra. Pour ce but, des données de crues sur la période du 1950 à 2011, de la station de barrage de Foum El Gherza ont été préliminairement étudiés. Les caractéristiques principales des hydrogrammes de crue dont le temps de montée, le temps de décrue, le débit moyen de la crue, le débit de pointe de la crue et la vitesse de l’eau pendant la crue ont été analysés pour l’identification des formes des hydrogrammes de crues observés, pour déterminer à la fin un hydrogramme type des crues et estimer la durée caractéristique du bassin versant. La détermination de la crue du projet est une tâche indispensable pour la gestion du risque des crues. De nombreux modèles probabilistes ont été utilisés. Dans un premier temps, on a effectué une analyse fréquentielle sur les maxima annuels (AM) et les valeurs supérieures à un seuil (POT) des débits moyens de crue et des débits de pointes instantanés. Six distributions largement utilisées dans l’analyse fréquentielle (AF) ont été considérées et comparées pour l’ajustement des séries AM. Différents critères de sélection des modèles ont été utilisés : le Critère d'Information d'Akaike (AIC), le Critère d'Information Bayésien (BIC) et le Critère d'Anderson-Darling (ADC). Les résultats obtenus montrent que la distribution de Pearson type 3 (P3) est la plus appropriée pour l'ajustement des données considérées. Alors que la distribution de Pareto généralisée (GPD) a été utilisée pour l’ajustement des séries POT. D’un autre côté, un modèle probabiliste qui prend en compte la notion de la durée caractéristique est utilisée pour la réalisation des courbes Débit-Durée-Fréquence (QDF), en utilisant le modèle convergeant. Les débits des crues rares et extrêmes ont été déterminés par le modèle Gradex. L'Hydrogramme Synthétique Monofréquence (HSMF) a été ensuite dérivé pour des périodes de retours de 10, 100, 500 et 1000 ans. L'avantage principal de ces hydrogrammes est que toutes les caractéristiques de l'HSMF sont liées à la même période de retour. Ces hydrogrammes de crue de projet peuvent être utilisés comme entrée pour la modélisation et la simulation hydraulique dans une région où se manifestent les crues éclair. ABSTRACT : This thesis presents the flood phenomenon in the arid to semi-arid catchment of Abiod Wadi in the area of Biskra. For this aim, flood discharge data, over the period 1950-2011, collected from Foum El Gherza station were preliminarily studied. The principal characteristics of flood hydrograph including the rising time, falling time, mean flood discharge, peak discharge and the water velocity during the flood, were analysed to identify the shape of observed flood hydrographs. At the end, representative flood hydrograph and estimate the characteristic duration of the watershed were determined. The determination of project design flood is an indispensable task for floods risk management. Many probabilistic models were used. First, flood frequency analysis of the annual maxima (AM) and the peak over threshold (POT) series of the mean flood discharge and the instantaneous peak discharge were performed. Six distributions widely used in flood frequency analysis (FFA) were considered and compared to fit the AM series. Different models selection criteria were applied, e.g. Akaike Information Criterion (AIC), Bayesian Information Criterion (BIC) and Anderson-Darling Criterion (ADC). The results showed that the Pearson type 3 (P3) distribution is the more appropriate to fit the AM data. While the generalized Pareto distribution (GPD) was used to fit the POT data. On the other hand, probabilistic model which takes into account the characteristic duration were used to develop flood-duration-frequency (QDF) curve, using the so-called converging model. The rare and extreme flood discharges were determined by hydro-meteorological model using the information of Exponential gradient (Gradex) of the precipitation. Synthetic Mono-Frequency Hydrograph (SMFH) was then derived. The main advantage of these hydrographs is that all the characteristics of the SMFH are related to the same return period. These design flood hydrographs can be used as input for hydraulic modelling and simulation in a region characterized by flash floods. |
| Sommaire : |
Sommaire
............................................................................................................................................Iمل ABSTRACT .............................................................................................................................. II RESUME.................................................................................................................................. III Sommaire..................................................................................................................................IV Liste des figures.......................................................................................................................VII Liste des tableaux ...................................................................................................................... X Introduction générale.................................................................................................................. 1 1. Généralités sur les crues...................................................................................................... 4 1.1 Définition de crue ........................................................................................................ 4 1.2 Processus de genèse des crues ..................................................................................... 7 1.2.1 Écoulement de surface ou le ruissellement (Overland Flow) .............................. 8 1.2.1.1 Écoulement Hortonien (Hortonian Overland Flow) ........................................ 8 1.2.1.2 Écoulement sur surface saturé. (Saturation excess Overland Flow) .............. 10 1.2.2 Écoulement de subsurface (Subsurface flow, Throughflow, interflow) ............. 12 1.2.2.1 Effet piston. (translatory flow) ....................................................................... 13 1.2.2.2 Écoulement par macropores (macropores flow)............................................. 13 1.2.2.3 Intumescence de la nappe (groundwater ridging).......................................... 14 1.2.2.4 Écoulement de retour (return flow). ............................................................... 15 1.2.3 Écoulement souterrain (Groundwater Flow) ..................................................... 15 1.3 Conclusion................................................................................................................. 16 2. Etat de l’art de la modélisation hydrologique .................................................................. 17 2.1. Définition de modèle ................................................................................................. 17 2.2. Typologie des modèles .............................................................................................. 17 2.3. Présentation des modèles utilisés .............................................................................. 19 2.3.1. Analyse fréquentielle locale ............................................................................... 23 2.3.1.1 Échantillonnage .............................................................................................. 23 a. Échantillonnage par maxima annuel .................................................................. 23 b. Échantillonnage par valeurs supérieurs à un seuil ............................................. 24 2.3.1.2 Caractérisation de l’échantillon ...................................................................... 24 a. Indicateurs de localisation.................................................................................. 24 b. Indicateurs de dispersion.................................................................................... 24 c. Indicateurs de forme........................................................................................... 25 V 2.3.1.3 Vérification des hypothèses de base............................................................... 26 a. Test d’homogénéité de Wilcoxon ...................................................................... 26 b. Test de stationnarité ........................................................................................... 26 c. Test d’indépendance de Wald-Wolfowitz ......................................................... 30 2.3.1.4 Détermination des quantiles ........................................................................... 30 a. Propriétés probabilistes des échantillons............................................................ 30 b. Choix du seuil..................................................................................................... 34 c. Choix de la loi la plus adaptée ........................................................................... 35 d. Estimation des paramètres des distributions ...................................................... 36 e. Tests de validation d’un modèle probabiliste..................................................... 39 2.3.2. Méthode QDF convergeant ................................................................................ 40 2.3.3. Méthode du Gradex............................................................................................ 42 2.4. Conclusion................................................................................................................. 45 3. Présentation de la zone d’étude......................................................................................... 47 3.1. Modèle Numérique de Terrain .................................................................................. 48 3.2. Altimétries et pentes du bassin versant...................................................................... 48 3.3. Indice d’humidité topographique............................................................................... 51 3.4. Couvert végétal et occupation de sol......................................................................... 51 4. Hydro-pluviométrie du bassin versant de oued Abiod ..................................................... 53 4.1. Pluviométrie du bassin............................................................................................... 53 4.1.1. Présentation et analyse des données................................................................... 53 4.1.2 Variabilité temporelle des pluies........................................................................ 56 4.1.3. Tendance des pluies........................................................................................ 58 4.2. Hydrologie du bassin ............................................................................................. 61 4.2.1. Analyse de la chronique des débits .................................................................... 61 4.2.2 Analyse des hydrogrammes de crues observées ................................................ 69 4.2.2.1 Analyse du temps de montée et la durée totale de la crue.............................. 72 4.2.2.2 Analyse de la vitesse de montée des eaux durant les crues ............................ 74 4.2.2.3 Analyse du coefficient de pointe .................................................................... 76 4.2.2.4 Analyse de la durée caractéristique des crues. ............................................... 76 4.2.2.5 Analyse de la forme des hydrogrammes des crues......................................... 77 4.2.2.6 Hydrogramme type et durée caractéristique du bassin de oued Abiod ......... 83 4.3 Conclusion................................................................................................................. 84 VI 5 Modélisation probabiliste des crues de oued Abiod ......................................................... 86 5.2 Analyse fréquentielle locale des débits de crue......................................................... 86 5.2.2 Echantillon par maxima annuel.......................................................................... 86 5.2.2.1 Caractérisation de l’échantillon ...................................................................... 86 5.2.2.2 Vérification des hypothèses de base............................................................... 89 5.2.2.3 Choix de la loi probabiliste, estimation des paramètres et ajustement de model89 5.2.3 Echantillon des valeurs supérieur à un seuil (POT) ........................................... 93 5.2.3.1 Choix de seuil ................................................................................................. 94 5.2.3.2 Caractérisation de l’échantillon, estimation des paramètres et ajustement du model GPD.................................................................................................................... 95 5.3 Modèle local convergeant............................................................................... 101 5.3.2 Chois de la loi de probabilité et génération du modèle ........................... 102 5.4 Extrapolation par la méthode du Gradex Agregee .................................................. 105 5.5 Synthèse des quantiles obtenus par les différentes approches................................. 109 5.6 Construction d’un hydrogramme de projet HSMF .................................................. 111 5.7 Conclusion............................................................................................................... 112 Conclusion générale ............................................................................................................... 114 Références bibliographiques .................................................................................................. |
| Type de document : | Thése doctorat |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0829 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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