On désigne en général par "averse" un ensemble de pluies associé à une perturbation météorologique bien définie. La durée d'une averse peut donc varier de quelques minutes à une centaine d'heures et intéresser une superficie allant de quelques kilomètres carrés (orages) à quelques milliers (pluies cycloniques). On définit finalement une averse comme un épisode pluvieux continu, pouvant avoir plusieurs pointes d'intensité. L'intensité moyenne d'une averse s'exprime par le rapport entre la hauteur de pluie observée et la durée t de l'averse :
I= h/t
I : intensité moyenne de la pluie [mm/h, mm/min] ou ramenée à la surface [l/s.ha] ; h : hauteur de pluie de l'averse [mm] ;
t : durée de l'averse [h ou min].
L'intensité des précipitations varie à chaque instant au cours d'une même averse suivant les caractéristiques météorologiques de celle-ci. Plutôt que de considérer l'averse entière et son intensité moyenne, on peut s'intéresser aux intensités observées sur des intervalles de temps au cours desquels on aura enregistré la plus grande hauteur de pluie. On parle alors
d'intensité maximale.
Deux types de courbes déduites des enregistrements d'un pluviographe (pluviogramme) permettent d'analyser les averses d'une station :
La courbe des hauteurs de pluie cumulée : pluviogramme,
le hyétogramme, le graphique (ou histogramme) des intensités (mm/h).
- Le hyétogramme : est la représentation, sous la forme d'un histogramme, de
l'intensité de la pluie en fonction du temps. Il représente la dérivée en un point donné, par rapport au temps, de la courbe des précipitations cumulées. Les éléments
importants d'un hyétogramme sont le pas de temps Dt et sa forme. Communément, on choisit le plus petit pas de temps possible selon la capacité des instruments de mesure.
Quant à la forme du hyétogramme, elle est en général caractéristique du type de l'averse et varie donc d'un événement à un autre.
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Le critère de continuité d'un épisode pluvieux varie selon le bassin versant. Généralement, deux averses sont considérées comme distinctes : (1) si la précipitation H tombant durant l'intervalle de temps t qui les sépare est inférieure à un certain seuil et (2) si cet intervalle de temps est lui-même supérieur à une certaine valeur définie compte tenu du type de problème étudié. En représentant les averses sous forme de hyétogrammes, la problématique de la séparation des averses se résume comme suit :
Conditions pour la distinction de deux averses consécutives (1) H durant t < seuil (par exemple 2 mm) et (2)
t > durée choisie en fonction du problème (par exemple 1 heure)
Application :
Dépouillement d’un pluviomètre S=400Cm2
P=20g d’eau= 20 Cm3= H X S= 400 X H => H=20/ 400= 0.05Cm= 0.5m H=0.5mm
01 Basculement=>0.5mm 02 Basculements=>1mm
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Intensité lame ruiselée temps DT(h) Pp (mm) p cumulée I=h/t Lr= (I-LAM)t 11– Calcul de la moyenne pondérée des précipitations
11.1– La moyenne arithmétique
Celle-ci consiste à calculer la moyenne arithmétique des valeurs obtenues aux stations
étudiées, et s'applique uniquement si les stations sont bien réparties et si le relief du bassin est homogène. La valeur moyenne de la hauteur de précipitation sur un bassin peut se calculer par la formule générale suivante :
Pmoy=P1+P2+P3+……+PN/N Avec :
Pmoy : précipitation moyenne sur le BV
P1+P2+PN : précipitation mesurée au niveau des pluviomètres 1, 2, 3….,N.
11.2- La méthode polygonale de Thiessen
La méthode des polygones de Thiessen est la plus couramment utilisée, parce que son application est aisée et qu'elle donne en général de bons résultats. Elle convient notamment quand le réseau pluviométrique n'est pas homogène spatialement (pluviomètres distribués irrégulièrement). Cette méthode permet d'estimer des valeurs pondérées en prenant en considération
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chaque station pluviométrique. Elle affecte à chaque pluviomètre une zone d'influence dont l'aire, exprimée en %, représente le facteur de pondération de la valeur locale.
Les différentes zones d'influence sont déterminées par découpage géométrique du bassin sur une carte topographique. Dans cette méthode, la procédure est la suivante :
Les stations disponibles étant reportées sur une carte géographique
Relier les stations de mesure adjacentes entre elles par des droites
Sur chacune de ces droites, on trace des perpendiculaires au centre de chacune d’elles (médiatrices);
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Les intersections de ces perpendiculaires déterminent des polygones. Chaque polygone indique la zone d’influence associé au pluviomètre qui s’y trouve
Les côtés des polygones et/ou la ligne de partage des eaux représentent les limites de l'aire (et du poids) accordée à chaque station.
Dans chaque polygone, la hauteur de précipitation choisie est celle relevée à la station située à l'intérieur de celui-ci
Obtenir l’aire délimitée par chaque polygone (par planimétrie).
Les coefficients de pondération se calculent à l’aide de
La précipitation moyenne pondérée Pmoy pour le bassin, se calcule alors en effectuant la somme des précipitations Pi de chaque station, multipliées par leur facteur de pondération.
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Avec :
Pmoy = précipitation moyenne sur le bassin, A = aire totale du bassin (= )
Pi = précipitation enregistrée à la station i,
Ai = superficie du polygone associée à la station i.
Exemple d’application
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(1) Aire n°
(2) Pi (cm)
(3) Aire (km2)
(4)
% aire
(5) wi.Pi
(5)=(2)*(4)/100
1 80 0.06 1.1 0.88
2 65 0.30 5.5 3.58
3 60 0.24 4.4 2.64
4 100 0.88 16.4 16.27
5 106 0.69 12.8 13.78
6 108 0.68 12.6 14.04
7 105 0.79 14.6 15.33
8 64 0.51 9.4 6.03
9 90 0.09 1.7 1.50
10 70 0.91 16.8 11.77
11 90 0.15 2.8 2.50
12 75 0.03 0.6 0.42
13 38 0.08 1.5 0.56
Total 5.41 100 89.43
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La position des pluviomètres ainsi que le tracé des polygones sont indiqués dans la figure suivante.
11.3– La méthode des isohyètes (isovaleurs)
La méthode la plus rigoureuse mais qui présente l'inconvénient de demeurer lourde en dépit des moyens actuels, est fondée sur l'utilisation des isohyètes.
Cette méthode est généralement considérée comme la plus précise pour calculer la hauteur de précipitation moyenne sur un bassin. Cependant elle a comme hypothèse que le bassin de drainage ainsi que les bassins adjacents dans certains cas soient pourvus d’un réseau de pluviomètres afin de pouvoir inscrire sur une carte les hauteurs de précipitation aux endroits où se trouvent les
pluviomètres, de telle sorte que l’on puisse tracer les lignes isohyètes.
Les isohyètes sont des lignes de même pluviosité (isovaleurs de pluies annuelles, mensuelles, journalières, etc.).
Grâce aux valeurs pluviométriques acquises aux stations du bassin et aux autres stations avoisinantes, on peut tracer le réseau d'isohyètes.
Grâce aux valeurs pluviométriques acquises aux stations du bassin et aux autres stations avoisinantes, on peut tracer le réseau d'isohyètes. Le tracé des isohyètes n'est pas unique comme celui des courbes de niveau. Il doit être dessiné avec le maximum de vraisemblance compte tenu de la région, du réseau, de la qualité de la mesure, etc.
Il existe aujourd'hui des méthodes automatiques qui effectuent le tracé d'isovaleurs par des moyens statistiques élaborés (technique de krigeage). Lorsque les courbes isohyètes sont tracées, la pluie moyenne peut être calculée de la manière suivante :
Avec
Avec :
Pmoy : précipitation moyenne sur le bassin, A : surface totale du bassin
Ai : surface entre deux isohyètes i et i+1 K : nombre total d'isohyètes
Pi : moyenne des hauteurs h de précipitations entre deux isohyètes i et i+1
La précision des calculs dépend de la validité des lignes isohyètes.
La procédure des calculs se trouve illustrée dans l’exemple d’application 3-6.
Exemple d’application
La fig. ci-contre montre une carte d’un bassin de
A
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drainage sur laquelle sont tracées les lignes isohyètes des hauteurs de précipitation annuelles moyennes
Les pluviomètres sont indiqués par un point entouré d’un cercle et la hauteur annuelle moyenne associée y est soulignée.
Le tableau suivant, présente la procédure complète des calculs.
(1)
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Arithmetisches Mittel aller Stationen:
(20+30+60+82+105) /5 =59,4
Arithmetisches Mittel der Stationen im Gebiet: (30+60+105) /3 =65 Thiessen- Polygonen
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République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de le Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumédiène Faculté des Sciences de la Terre, de la Géographie et de l’Aménagement du Territoire
Evapotranspiration
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