IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE 1 ETABLISSEMENT D’UN MODELE DE SIMULATION DES CRUES HYDROLOGIE & HYDRAULIQUE GENERALITES SUR L’ANALYSE ET LE DEROUTEMENT DE L’ECOULEMENT MODELES HYDRAULIQUES APPLIQUES DANS D’AUTRES PAYS CARACTERISTIQUES DES PRECIPITATIONS ETUDE HYDRAULIQUE PAR MODELE CALIBRE 1. 2. 3. 4. 5. Toshihiro GOTO 1. GENERALITES SUR L’ANALYSE ET LE DEROUTEMENT DES ECOULEMENTS Precipitations Hauteurs d’eau Débit Analyses d’écoulement Géologie Type de Sol Occupation des sols Topographie Calibrage Déroutement de l’écoulement Ajustement Pas d’ajustement Modèle achevé Utilisation pour la gestion des bassins Resultat (hydrographe) Rapport d’observation Conditions
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IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
1
ETABLISSEMENT D’UN MODELE DE SIMULATION DES CRUES
HYDROLOGIE & HYDRAULIQUE
GENERALITES SUR L’ANALYSE ET LE DEROUTEMENT DE L’ECOULEMENT
MODELES HYDRAULIQUES APPLIQUES DANS D’AUTRES PAYS
CARACTERISTIQUES DES PRECIPITATIONS
ETUDE HYDRAULIQUE PAR MODELE CALIBRE
1.
2.
3.
4.
5.
Toshihiro GOTO
1. GENERALITES SUR L’ANALYSE ET LE DEROUTEMENT DES ECOULEMENTS
Precipitations Hauteurs d’eauDébit
Analyses d’écoulement
Géologie
Type de SolOccupation des sols
Topographie
Calibrage
Déroutement de l’écoulement
Ajustement
Pas d
’aju
stem
ent
Modèle achevé
Utilisation pour la gestion des bassins
Resultat (hydrographe)
Rapport d’observationConditions
IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
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•US SCS
1.1 MÉTHODE D’ECOULEMENT
• Allemagne : Formule rationnel• USA : Méthode de l’hydrographe unitaire (1932)• Japan : Méthode de la fonction stockage (1955)
Précipitations → Débit
Autres
•Marée kinematique
•Stockage quasi-lineaire
Méthode de l’écoulement
Type d’hydrograph unitaire
Type stockageFormule rationelle
•FSR
•FEH
•Tatsugam
•Modèle citèrne
•RRF Modifié•Fonction stockage
(Non-Lineaire)
•US SCS
•Nakayasu
(Lineaire)
Re
AtrtQ ein ⋅= )(6.3
1)(
)(tSl )(tQl
)()( ll TtQtQ −=
Stor
age
Tank
)(tre
)(tSl
)(tQl
)(tQin
A
: Pluies moyenne d’excès (mm/hr)
: Quantité stoquée (m3/s hr)
: Ecoulement de la citèrne de stockage (m3/s)
: Sperficie du sous-bassin (km2)
: Convertir re en débit (m3/s)
1.2 Méthode Fonction Stockage
Pll QkS ⋅= k,p : coefficient
Equation de continuité
Equation du mouvement
linl QQ
dtdS
−=
Sl
Ql
Pll QkS ⋅=
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3
5 10 15
30
10
20
40
t
r
10
30
20
r40
105 t15
10
30
20
r40
105 t15
10
5 10
30
20
40
r
t15
t105 15 5 10
40
20
10
30
r40
20
10
30
r
t15
1.3 CONCEPTION DES PLUIES EXCESSIVES PAR METHODE D’ECOULEMENT
Modèle citèrneFonction stockage
Perte initiale
Excès de précipitations
Nakayasu
US SCS Marée kinematique
Marée kinematiqueType d’hydrograph unitaire
Type stockage
1.4 (1/4) CONCEPTION DE LA METHODE SCS
• SCS(NRCS) développée• Nombre de courbes exprime
les caractéristiques de l’écoulement
• Le Nombre de courbes est décidé sur la base du sol, l’occupation des sols et les précipitations antérieures.
• La méthode des hydrographes unitaires SCS et adopté pour les écoulements directes
occupation des sol
Précipitationsantérieures
Condition du sol
Nombres des courbes
IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
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Ia:abstraction initiale
Pe: excès de précipitation
F: abstraction continue
p:total précipitations
1.4 (2/4) CONCEPTION DES PRECIPITATIONS EXCESSIVES
Ground Flow
Surface Flow
(Direct Runoff)
COVER DISCRIPTION
A B C D(a) Residential Average lot size 1/8 acre or less 65 77 85 90 92 1/4 acre 38 61 75 83 87 1/3 acre 30 57 72 81 86 1/2 acre 25 54 70 80 85 1 acre 20 51 68 79 84
(f) Open spaces,Lawns,Parks,Golf Courses,Cemeteries etc
Good condition :grass cover on > 75% of area 39 61 74 80 Fair condition:grass cover on 50 to 75% of area 49 69 79 84 Poor condition:grass cover < 50 of area 68 79 86 89
CN forHydrologic Soil
GroupsCover type andHydrologic Condition
AveragePercent
Impervious
1.4 (3/4) NOMBRE NC STANDARD
IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
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1.4 (4/4) DIFFERENCE DES ECOULEMENTS PAR NOMBRE DE COURBES
Précipitations Cumulatives P en mm
Écoulement cum
ulatif direct Pe en mm
CN=10090
807060
50
4030
SIa 2.0=
4.25101000
SCN+
=
a
e
IPP
SF
−=
P: Précipitations Ia: Pertes Initiales [mm]F: Infiltration[mm]Pe:Excès de précipitation [mm] S: Saturation [mm]CN:Nombre de courbes
01=−−
∂∂
+∂∂
+∂∂
fo SSxt
tv
gv
tv
g
1.5 DÉROUTEMENT DES ÉCOULEMENTHydrographe (amont) → Hydrographe (aval)
Déroutement des écoulement accumulés (Déroutement d’éroutement hydrologique )
Déroutement des écoulements distribués (déroutement hydrodynamique des écoulements)
Méthode de la marée dynamique
01=−−
∂∂
+∂∂
+∂∂
fo SSxt
tv
gv
tv
g
Méthode de diffusion analogique
0=−−∂∂
fo SSxt
Méthode de la marée kinematique
0=−− fo SS
Méthode Muskingum (Déroutement de l’oued)
Méthode Runge-Kutta (Déroutement du niveau de la retenue)
Oued type méthode de stockage (déroutement de l’oued)
IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
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2. Modèles hydrauliques appliquées dans d’autres pays
Bassin versant de Chaophraya au Thaïlande
Bassin versant de Tone au Japon
2.1 (1/2) BASSIN VERSANT DU TONE
Longeur de l’oued : 322kmSiuperficie de l’oued : 16 840 km2
Note: i) The return period(T) was estimated for the inundation volume.ii) Urban areas to be protected by future ring dikes were excluded from the flood mapping.
・CONDUITESConduite circulaireConduite en arche completSection d’irritation symétriqueconduite rectangulaire
・LIMITES HYDROLOGIQUESRapport complémentaire des études des crues de 16 méthodeMéthode du service de conservation du sol
・INTERPOLATION・JONCTION・ORIFICE
OrificeSiphon inverséChuteArche de secours
・POMPE・COURBE D’ETALLONAGE・REPLICAT・RETENUE・OUED
Unit ouedDéroutement MuskingumParamètre variable de Muskingum Cunge Routingsection en travers VPMC
・DEVERSOIR・SEUIL
SeuilSeuil à vanneSeuil nationalContrôle d’écoulement directDéversoir a mince paroiDéversoir à siphondéversoir général
������������
�������������������������
������������
������������
������������������������������
������������������
������������������
������������
��������������
����������������������������������
����������������������������������
������������������������
ISIS Canal profond : Oued Kurobe
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0
Distance (km)
Niv
eau
(m)
PWRI Benchmark
ISIS Version 1.4 (Beta)��������
Niveau du lit
Saut hydraulique
Saut hydraulique
Saut hydraulique
Source : Institut de Travaux Publics et de la Recherche
4.7 Resultat de Simulation pour l4.7 Resultat de Simulation pour l’’oued oued Kurobe Kurobe au Japonau Japon
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4.8 STRUCTURE DU MODÈLEPrécipitations
Module Hydrologique (USSCS)
Module Hydrodynamique(Méthode de marée dynamique)
Module Cartographique
Zone inondable
Déversements
d’autres sous-bassins
Hauteur d’eau maximale Données du MNA
EntéeSortie
•Précipitation
•Nombre de courbes CN
•Superficie du bassin
•Temps de Concentration
•Section en travers
•Distance
•Condition limite
Tronçon de 28km
50 Section en travers avec un intervalle de 500m
•Setti Fadma
4.8 DIAGRAMME SHÉMATIQUE DU MODELE DE SIMULATION
•Aghbalau
IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
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4.9 CALIBRAGE DU MODÈLE
•Crues cibles
•Problème
•Insuffisance des données hydrologique (particulièrement les précipitations)
•La crue du 18 août 1995
Crue dont on dispose de plus d’information parmi toute les crue antérieures
0100200300400500600700800900
0 2 4 6 8 1012141618202224262830
Temps (Heure)
Déb
it (m
3 /s)
Calculé Observé
0100200300400500600700800900
0 2 4 6 8 1012141618202224262830
Temps (heure)
Déb
it (m
3 /s)
Calculé Observé
4.10 RÉSULTATS DU CALIBRAGE
Tiourdiou Aghbalou
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4.11 CARTOGRAPHIE DES CRUES
raghf
etti Fadma
5. ETUDES HYDRAULIQUES PAR MODÈLE CALIBRÉ
IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
22
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1,000
0 5 10 15 20 25 30
Temps (heure)
Déb
it (m
3 /s)
Muskingum Hydro-dynamique Observé
5.1 COMPARISON DES RESULTATS DE SIMULATION
0100200300400500600700800900
1 000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Temps (heure)
Débi
t (m
3 /s)
Aghbalou Setti Fadma
Temps de parcoursenviron 1,2 heures
5.2 ESTIMATION DE LA VITESSE DE
PROPAGATION DES CRUES
IV. ETUDE HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE
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5.3 ESTIMATION DE LA CAPACITE D’ECOULEMENT
0
200
400
600
800
1000
1200d.
34
d.85
d.13
4
d.18
8
d.23
8
d.26
5
d.28
4
d.30
9
d.33
4
d.35
7
d.37
7
d.40
0
d.41
9
d.44
2
d.47
2
d.51
3
d.54
1
d.56
5
d.58
7
d.61
0
d.63
6
Distance
Cap
acité
d'é
coul
emen
t (m
3 /s)Capacité d'écoulement Dénbit de 20 ans Débit de 10 ans Débit de 5 ans débit de 2ans
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
V. ANALYSE GÉOMORPHOLOGIQUE
1
Mt. Toubkal4,167 m
TahanaoutAmizmiz
Ait-Ourir
Marrakech
ANALYSE GEOMORPHOLOGIQUEPar K. IKEDA & M. KATAYAMA
OBJECTIF DE L'ANALYSE GEOMORPHOLOGIQUE
❧ Préparation des cartes de classification géomorphologique du terrain
● Interprétation historique de la forme du terrain● Identification des zone a potentiel de désastre
❧ Préparation de la carte d'aléas des écoulements des débris
● Identification des cours d'eau potentiel des écoulement des débris●Utilisation de la carte d'aléa pour la préparation du plan d'évacuation, contrôle de l'occupation des sols et le service guide
V. ANALYSE GÉOMORPHOLOGIQUE
2
CARTE GEOMORPHOLOGIQUE DE
CLASSIFICATION DU TERRAIN (1/50 000)
Iraghf
Setti Fadma
CARTE GEOMORPHOLOGIQUE DE
CLASSIFICATION DU TERRAIN (OURIKA: 1/5 000)
Iragnf
V. ANALYSE GÉOMORPHOLOGIQUE
3
D'ECOULEMENT DES DEBRIS (1/50 000)Risque de désastres d’écoulements des débris
Haut Risque Bas
A B C DBiens à protégerau déverssoir ducours d’eau
θ≧15°A≧15ha
θ≧15°A<5ha 10°≦θ<15° θ<10°
Maisons (a) et routesprincipales
Maisons (a)
Maisons (b)
Routes principales
Les biens à protéger sont del’autre coté de l’oued.
Section à écoulement tractionnel θ: Cours d’eau S, A: Verssant, Maison (a): Identifié par photo aérienne, Maison (b):Visible sur la carte topographique à 1/50 000