RRR-Reproductible Routing Rituals

RRR (Reproductible routing rituals) est une boîte à outils de scripts python développée par

org/docs/RRR_tutorial.pdf ). Il est disponible pour le téléchargement en suivant ce lien :

https://github.com/c-h-david/rrr .

Pour un réseau de rivières provenant de la base de données Hydrosheds, le programme rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py de RRR permet de créer le fichier de connectivité, les fichiers contenant la première estimation des paramètre k et x pour l’utilisation de RAPID en mode optimisation qui sont tous trois des entrées directes de RAPID, le fichier de classe- ment qui ordonne associe les tronçons de rivières à un entier selon leur position dans le réseau et le fichier de localisation géographique qui associe le numéro d’identification des tronçons de rivière à une latitude et longitude représentant sa position dans l’espace. Pour ce faire, il nécessite un réseau de rivières provenant de la base de données Hydrosheds, une estimation du nombre maximum d’embranchements en amont d’un tronçon et le code ESPG associé à la projection du shapefile. Par la suite, le programme rrr_riv_bas_gen_one_hydrosheds.py utilise le fichier de connectivité, le réseau de rivières d’Hydrosheds et le fichier de classement pour générer le fichier des tronçons de rivières qui ordonne les biefs selon leur position dans le réseau. Le programme rrr_cat_tot_gen_one_hydrosheds.py nécessite le réseau de rivières d’Hydrosheds pour créer le fichier des sous-bassins versants contenant le numéro d’identifica- tion associé aux sous-bassins versants de chacun des biefs, leur contribution spatiale au bassin principal ainsi que la latitude et la longitude du barycentre du sous-bassin. Puis, le programme rrr_cpl_riv_lsm_lnk.py, d’après le fichier de connectivité, le fichier des sous-bassins versants et la grille des écoulements latéraux, génère le fichier de couplage qui fait un lien entre la contribution spatiale d’un sous-bassin versant et les coordonnées géographiques sur la grille des écoulements latéraux. Finalement, le programme rrr_cpl_riv_lsm_vol.py utilise le fichier de connectivité, le fichier de localisation géographique, la grille des écoulements latéraux et le fichier de couplage pour créer le fichier des volumes d’eau, la principale entrée de RAPID, qui associe le numéro d’identification de chaque tronçon de rivières à la quantité d’eau qui se trouve sur son sous-bassin versant.

Pour exécuter les scripts RRR, les variables doivent être écrites dans le terminal sous la forme : python test.py arg1 arg2 arg3

En mode simulation, les fichiers RRR doivent être exécutés dans l’ordre présenté dans cet annexe.

A.2.2.1 rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py

Les entrées de rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py sont 1. hsd_riv_shp

3. rrr_prj_cde 4. rrr_con_csv 5. rrr_kfc_csv 6. rrr_xfc_csv 7. rrr_srt_csv 8. rrr_crd_csv

où hsd_riv_shp est le shapefile d’Hydrosheds du bassin versant, IS_max_up le nombre maxi- mum de rivière en amont (3 est un choix judicieux), rrr_prj_cde est "EPSG :4326". Les autres fichiers (4 à 8) sont des fichiers vierges de format .txt qui doivent être créés par l’utilisateur. Le shapefile d’Hydrosheds contient seulement le réseau de rivière, ayant lui-même les attributs ARCID et UP_CELLS. Dans le cadre de cette étude, il correspond au fichier riv_eaux_volees.shp.

Le réseau de rivières d’Hydrosheds peut être téléchargé en suivant ce lienhttps://hydrosheds.

org/downloads où la case "River network (Shapefile format)" est sélectionnée. Le réseau de

rivières de toute l’Amérique du nord se retrouve dans le dossier na_riv_15s. À l’aide du

logiciel open source QGIS (https://qgis.org/en/site/), le réseau de rivière peut être jux-

taposé au bassin versant d’intérêt et découpé, de manière à conserver seulement les rivières. Cette étape est réalisée en suivant l’onglet Vector -> Geoprocessing Tools -> Clip. Il est à noter que le shape_file.shp, le shape_file.dbf, le shape_file.prj et le shape_file.shx doivent tous être présents dans le répertoire src. La commande à écrire dans le terminal pour lancer le programme est :

python rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py shape_file.dbf 3 "EPSG :4326" rrr_con_csv rrr_kfc_csv rrr_xfc_csv rrr_srt_csv rrr_crd_csv A.2.2.2 rrr_riv_bas_gen_one_hydrosheds.py 1. hsd_riv_shp 2. rrr_con_csv 3. rrr_srt_csv 4. rrr_riv_csv

où hsd_riv_shp est le shapefile d’Hydrosheds du bassin versant, rrr_con_csv le connectivity file (généré par rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py), rrr_srt_csv est une liste de nombres entiers associés au connectivity file. L’utilisation de QGIS ne permet pontentiellement pas de connaître cette information. Les entiers utilisés ne sont donc pas d’une importance capitale, puisque le rrr_riv_csv permet seulement d’accélérer la simulation RAPID. L’essentiel est que le fichier rrr_riv_csv contienne les ARCID de chacune des rivières. En d’autres termes, cette

étape n’est pas nécessaire et pourrait être remplacée par une duplication du connectivity file où seule la première entrée de chaque rangée serait conservée (soit le ARCID). La commande à écrire dans le terminal pour lancer le programme est :

python rrr_riv_bas_gen_one_hydrosheds.py shape_file.dbf rrr_con_csv rrr_srt_csv rrr_riv_csv

A.2.2.3 rrr_cat_tot_gen_one_hydrosheds.py

1. hsd_cat_shp 2. rrr_cat_csv

où hsd_cat_shp est le shapefile d’Hydrosheds du bassin versant et rrr_cat_csv le fichier des sous-bassins versants qui doit être créé par l’utilisateur (fichier au format .txt vierge au nom de rrr_cat_csv). La commande à écrire dans le terminal pour lancer le programme est : python rrr_cat_tot_gen_one_hydrosheds.py shape_file.dbf

Les trois premières étapes n’ont pas à être refaites à chaque nouvelle expérience (si le bassin versant reste le même), seules les étapes IV et V doivent être réalisées si les données d’entrée sont changées. A.2.2.4 rrr_cpl_riv_lsm_lnk.py 1. rrr_con_file 2. rrr_cat_file 3. rrr_lsm_file 4. rrr_cpl_file

où rrr_con_file est le connectivity file (généré par rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py),

rrr_cat_file est le fichier des sous-bassins versants (généré par rrr_cat_tot_gen_one_hydrosheds.py), rrr_lsm_file est le fichier d’entrée en grille (généré à partir du script CLASS_RRR_converter.ipynb pour les courtes séries ou des scripts nc_creator et nc_filler.ipynb) et rrr_cpl_file est le fichier de correspondance entre l’identifiant de la rivière et son sous-bassin versant qui doit être créé par l’utilisateur (fichier vierge au format .txt de nom rrr_cpl_file). La commande à écrire dans le terminal pour lancer le programme est :

python rrr_cpl_lsm_lnk.py rrr_con_csv rrr_cat_csv rrr_lsm_file rrr_cpl_file

A.2.2.5 rrr_cpl_riv_lsm_vol.py

2. rrr_crd_file 3. rrr_lsm_file 4. rrr_cpl_file 5. rrr_vol_file

où rrr_con_file est le connectivity file (généré par rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py), rrr_crd_file est le fichier de correspondance entre l’identifiant de la rivière et sa position géo- graphique (généré par rrr_riv_tot_gen_all_hydrosheds.py), rrr_lsm_file est le fichier d’en- trée en grille (généré à partir du script CLASS_RRR_converter.ipynb pour les courtes séries ou des scripts nc_creator.ipynb et nc_filler.ipynb) et rrr_cpl_file est le fichier de correspon- dance entre l’identifiant de la rivière et son sous-bassin versant (généré par rrr_cpl_riv_lsm_lnk.py) et rrr_vol_file est le fichier d’entrée de RAPID contenant l’évolution des écoulements latéraux par identifiant de rivière qui doit être créé par l’utilisateur (fichier vierge de format .txt au nom de rrr_vol_file). La commande à écrire dans le terminal pour lancer le programme est : python rrr_cpl_riv_lsm_vol.py rrr_con_csv rrr_crd_csv rrr_lsm_file rrr_cpl_file rrr_vol_file