Abstract:In recent years in North America, a number of government agencies and industries have begun to reinvest in meteorological networks. This investment must be based on sound scientific advice. Increased meteorological station network density can be beneficial for a number of purposes, including flood forecasting. This study aimed at investigating the impact of network density at two temporal scales, i.e. for the estimation of total annual precipitation and for the estimation of daily precipitation during specific rain events. This was done using kriging as a means to estimate the spatial distribution and variance of rainfall. Kriged precipitation from two network scenarios (sparse and dense) were used as input into the HSAMI hydrological model and simulations were compared on five drainage basins in the Mauricie area (Québec, Canada).A comparison of the distribution of total annual precipitation interpolated from the two network scenarios showed that adding stations changed the distribution and magnitude of rainfall in the study area. High precipitation cells were better defined with the denser network, and decreases in the relative spatial variance were observed. Similarly, kriged daily precipitation provided a more defined spatial distribution of rainfall during important rain events of 1999, and variance was also reduced when the denser network was used.Finally, simulations performed with the HSAMI model were generally improved when the precipitation inputs were estimated using a denser station network for most drainage basins studied, as expressed by increased Nash coefficients and a decreased root-mean-square error. Peak flows during important summer flood events were generally better simulated when a denser network was used to calculate the mean daily precipitation used as input. Total cumulated volume estimations during the rain events were also generally improved with a denser network.This study showed that the estimation of variance remains an important tool for rain gauge network design. Moreover, network density was shown to have an important impact on the quality of flow simulations, even when a lumped model is used.
L'estimation de l'intensité de précipitations extrêmes est un sujet de recherche en pleine expansion. Nous présentons ici une synthèse des travaux de recherche sur l'analyse régionale des précipitations. Les principales étapes de l'analyse régionale revues sont les méthodes d'établissement de régions homogènes, la sélection de fonctions de distributions régionales et l'ajustement des paramètres de ces fonctions. De nombreux travaux sur l'analyse régionale des précipitations s'inspirent de l'approche développée en régionalisation des crues. Les méthodes de types indice de crues ont été utilisées par plusieurs auteurs. Les régions homogènes établies peuvent être contiguës ou non-contiguës. L'analyse multivariée a été utilisée pour déterminer plusieurs régions homogènes au Canada. L'adéquation des sites à l'intérieur d'une région homogène a souvent été validée par une application des L-moments, bien que d'autres tests d'homogénéité aient aussi été utilisés. La loi générale des valeurs extrêmes (GEV) est celle qui a le plus souvent été utilisée dans l'analyse régionale des précipitations. D'autres travaux ont porté sur la loi des valeurs extrêmes à deux composantes (TCEV), de même que sur des applications des séries partielles. Peu de travaux ont porté sur les relations intensité durée dans un contexte régional, ni sur les variations saisonnières des paramètres régionaux. Finalement, les recherches ont débuté sur l'application des concepts d'invariance d'échelle et de loi d'échelle. Ces travaux sont jugés prometteurs.
L'existence de problèmes d'érosion hydrique à différents endroits d'un bassin versant se manifeste souvent par la présence d'une quantité excessive de sédiments en suspension dans les cours d'eau. L'évaluation indirecte de l'érosion par la mesure des sédiments en suspension transportés à l'exutoire des bassins versants permet ainsi d'avoir une bonne idée de l'impact environnemental des activités agricoles. Il s'avère toutefois essentiel, dans une perspective de gestion de la qualité de l'eau à l'échelle d'un bassin versant, de pouvoir estimer l'érosion hydrique et le transport des sédiments en suspension afin d'identifier les zones problématiques. Cette estimation implique la manipulation d'une somme considérable d'informations pour décrire l'environnement du bassin versant et l'emploi de modèles mathématiques complexes pour simuler les processus hydrologiques et sédimentologiques en jeu. Le recours aux modèles informatiques d'érosion hydrique et aux systèmes d'information géographique (SIG) est alors de mise. Cet article présente le développement et l'application d'une approche géomatique de simulation qui implique l'utilisation conjointe du modèle hydrologique CEQUEAU, du modèle d'érosion MODÉROSS et du système d'information géographique IDRISI. Plus précisément, cet article présente de quelle façon le progiciel CEQÉROSS a été utilisé pour prédire le comportement hydrosédimentologique d'un petit bassin versant agricole du Québec. Les charges sédimentaires totales simulées à l'exutoire du bassin versant de Lennoxville s'élevaient à 27,5 tonnes et 54,1 tonnes pour les années hydrologiques 1991–1992 et 1992–1993 respectivement. Ces valeurs se comparent avantageusement aux charges sédimentaires totales de 30,3 tonnes et 51,3 tonnes observées durant ces mêmes périodes. Les résultats obtenus montrent également que la nature épisodique du transport des sédiments en suspension à l'exutoire du bassin versant de Lennoxville pendant la période 1991–1993 a été bien reproduite par CEQÉROSS. L'approche géomatique proposée est suffisamment conviviale et fiable pour s'inscrire à l'intérieur d'un ensemble d'outils de gestion agroenvironnementale.
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