Home

Logiciel GARDÉNIA version 6.0 - Infoterre

1. etles vidanges ALIMG et QH Il est possible sur option de d cider que cette composante rapide QH du d bit s coule par ruissellement superficiel et n est pas contr l e par la station de jaugeage l exutoire e Le r servoir souterrain G1 Le r servoir souterrain G1 produit l coulement lent Il repr sente g n ralement l aquif re fig 7 24 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Percolation Recharge ALIMG t R servoir souterrain coulement lent QG1 G1 Infiltration profonde ALIMG2 t Fig 7 Sch ma du r servoir G1 Il est aliment en eau par le r servoir interm diaire H Dans le cas le plus g n ral il est vidang par deux exutoires par coulement vers l exutoire sous forme de d bit lent QG1 suivant une loi de vidange exponentielle de constante de temps TG1 QG1 G1 dt TG1 par drainance dans le r servoir souterrain lent G2 aquif re profond suivant une vidange exponentielle de constante de temps TG12 ALIMG2 G1 dt TG12 Cette drainance peut tre supprim e dans la plupart des cas o il n est pas n cessaire de faire intervenir deux composantes lentes Elle ne peut tre utilis e sous cette forme que dans les simulations de s ries de d bits Comme dans le r servoir interm diaire H le calcul s effectue de la mani re suivante apport d eau ALIMG1 provenant du r servoir H vidange ALIMG2 ventuell
2. recueillir plusieurs s ries de pluies et de d bits dessiner chaque s rie rep rer les p riodes concomitantes de donn es compl ter les s ries des pluies par r gression multiple avec les postes voisins choisir une pond ration et calculer la lame d eau pour la p riode la plus longue possible calculer les ETP en utilisant si n cessaire une s rie de moyennes mensuelles inter annuelles tude tr s d taill e d un bassin pas de temps mensuel pour toutes les donn es recueillir des s ries nombreuses de pluies d passant assez largement les limites du bassin versant dessiner les s ries et rep rer les p riodes concomitantes faire une analyse en composantes principales rep rer les donn es et les stations s ecartant le plus du comportement g n ral corriger ventuellement le fichier et refaire l analyse cartographier diff rentes variables pluies moyennes interannuelles composantes principales rechercher d ventuelles liaisons altitude pluie mettre au point des m thodes de correction par application d une relation lin aire affecter suivant plusieurs r gles et plusieurs pond rations les postes pluviom triques au bassin versant comparer les lames d eau ainsi calcul es estimer la pr cision de l valuation Remarque Une tude r gionale ne se distingue pas dans sa d marche de l tude pr c dente N anmoins il est commode de disposer de fichiers co
3. thg RUIPER d apr s 7 On obtient d apr s 10 2 RUIPER 2t thg ar thg 1 C vthg y Soit en notant Q le d bit au temps initial qr t x l c 2t thg e G cree 12 13 titre d illustration on a trac cf graphiques ci contre les courbes d volution de ar Qo en fonction de la valeur initiale Ho RUIPER du niveau dans le r servoir H Les courbes ont t calcul es pour neuf valeurs de Ho RUIPER 0 1 courbe la plus haute ayant la d croissance la plus lente Ho RUIPER 10 courbe ayant la d croissance la plus rapide 94 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation La non lin arit est vidente plus la crue est forte plus la d croissance est rapide Tarissement Superficiel Tarissement Superficiel Fig 1 Courbes de d croissance non lin aires du d bit sortant du r servoir H pour diff rents tats de remplissages de Ho RUIPER 0 1 tarissement lent droite Ho RUIPER 10 tarissement rapide gauche BRGW RP 52832 FR 95 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation DEBIT ECOULE PENDANT UN PAS DE TEMPS Debit de percolation En int grant qi donn par l quation 8 entre les temps 0 et d on obtient le volume QI coul pendant un pas de temps de dur e d En utilisant l expression 10 de H on obtient par int gration _ C a dhg G12 ROIPER La iso H d th Q
4. entr e de GARDENIA uuuananennannenennnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnennennnnn 38 3 3 D roulement d une simulation nn 39 3 3 1 R utilisation d un fichier projet pour refaire un calcul identique 39 3 3 2 Cr ation d un nouveau projet nun ea lee 40 3 3 3 Titre descriptif de la simulation 42 3 34 Pr Options sense pE E EEEa EE CAE EEE eE Eear een 42 3 3 5 Nom des fichiers lire 44 3 3 0 Options g n ra eS ss Us LS ERA LR Mer ter ee 45 3 3 1 Pas de temps RN Ru Br neben 47 3 93 08 Param tres g n raux ne sun ale 48 3 3 9 Param tres physiques 53 3 3 10 Bornes des param tres 58 3 3 11 Lecture des donn es I calcul 59 3 3 12 Affichage graphique l cran 59 3 3 13 Edition sur fichiers des r sultats 60 3 4 Les r sultats produits par le mod le 60 4 Mise en forme des donn es temporelles Utilisation du logiciel amp SHALIMAR 3 ae ee Heel 63 4 1 Donn es formatees logiciel SHALIMAR su 63 4 1 1 Types de d ninees une ee 63 4 1 2 Description du format des donn es temporelles format es 65 4 2 Donn es en format libre ou excel_date 65 4 2 1 Donn es temporelles en format libre nn
5. La fonte par la pluie est donc corrig e par un facteur global Exemple 20 signifie une augmentation de 20 BRGW RP 52832 FR 87 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Il convient de remarquer cependant que la fonte par les calories de la pluie est tr s faible devant la fonte par la temp rature de lair surtout au pas de temps mensuel Valeur de d part conseill e 0 Optimisation non e SEUIL DE FONTE NATURELLE C est le seuil de temp rature au dessus duquel commence la fonte de la neige Cette temp rature est g n ralement tr s proche de 0 C mais elle peut tre un peu diff rente pour tenir compte de la diff rence entre la temp rature de lair mesur e et la temp rature r elle l interface air neige Valeur de d part conseill e 0 C Optimisation oui e CONSTANTE DE FONTE degr jour C est le coefficient degr jour DJ On consid re que la fonte FONTT est proportionnelle au nombre de degr s de temp rature au dessus du seuil de fonte SF proche de 0 C et la dur e FONTT DJ TEMP SF DUREE Les valeurs courantes sont de 3 5 mm de fonte par degr par jour Valeur de d part conseill e 4 mm d jour Optimisation oui e FONTE PAR LE SOL La fusion de la neige par contact avec le sol est exprim e en 1 10 de millim tre par jour Valeur de d part conseill e 5 dixiemes de mm par jour 5 1 10 mm j Optimisation oui e BORNES DES PARAM TRE
6. Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation par percolation dans le r servoir souterrain G1 suivant une loi lin aire vidange exponentielle de constante de temps THG ALIMG H dt THG dt dur e du pas de temps par coulement l ext rieur sous forme de composante rapide du d bit QH suivant une loi non lin aire contr l e par le param tre RUIPER qui est en fait la hauteur H pour laquelle la percolation ALIMG et l coulement QH sont gaux QH H dt THG RUIPER H Pluie efficace t R servoir interm diaire Ecoulement rapide H QH Percolation Recharge ALIMG t Fig 6 R servoir interm diaire Cet coulement non lin aire est pr pond rant quand l tat de remplissage H est lev la percolation est plus importante quand l tat de remplissage H est plus bas le rapport QH ALIMG est gal H RUIPER Si on donne la valeur code 9 999 mm RUIPER il ny aura pas de d bit retard non lin aire Le fonctionnement de ce r servoir se rapproche donc de celui d un seuil de d bordement progressif a la hauteur moyenne RUIPER mais avec une repr sentation plus r aliste de l coulement en deux composantes qui ne s excluent pas mutuellement Sauf en utilisation sp ciale l evapotranspiration n agit pas dans ce r servoir qui ne sert qu au transfert Le calcul s effectue en r alisant le bilan entre l apport d eau ALIMH provenant du r servoir superficiel
7. Pluie Evapotranspiration Neige ETP t t R serve superficielle U Pluie efficace t R servoir interm diaire Ecoulement rapide H Percolation Recharge Niveau nappe R servoir souterrain double G1 Ecoulement lent 4 Ecoulement tr s lent Fig 4 Sch ma complexe avec un r servoir souterrain a deux orifices de vidange e Initialisation Il est vident que l inertie hydrologique d un syst me tant parfois consid rable le calcul des premi res valeurs d pend norm ment des conditions des ann es pr c dentes Pour viter les probl mes qui pourraient en r sulter la possibilit de prendre en compte quelques ann es de d marrage avant les premi res observations hydrologiques a t introduite dans le mod le Cependant la mise en r gime tant parfois assez lente le mod le est plac en quilibre hydrologique en d but de calcul c est dire que le d bit sortant ou le niveau pi zom trique correspond la pluie efficace entrante 2 5 2 Le bilan dans le r servoir superficiel Le r servoir superficiel repr sente les premiers centim tres du sol soumis l action des racines de la v g tation et l vaporation fig 5 22 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation La fonction Production est r alis e uniquement dans le r servoir superficiel nous n employons pas dessein le terme r serve utile ou r ser
8. 0 00000 OPTIMISATION DU PARAO HAUTEUR DE REDUCTION REPRISE ETP MM 9999 00000 OPTIMISATION DU PARAO DEBIT EXTERIEUR M3 S 0 00000 OPTIMISATION DU PARAO SURFACE DU BASSIN VERSANT KM2 3 600E 01 OPTIMISATION DU PARAO VAL DEMARRAGE P EFF ANNUELLE NIV DEB 760 00000 KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK Les param tres optimis s sont en caract res gras Fig 37 Fichier des param tres en fin de calcul crepara out extraits BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 6 Calcul des ETP par la formule de TURC Utilisation du logiciel ETPTURC Module Etpturc exe version 3 5 Ce module de calcul permet le calcul de l evapotranspiration potentielle mensuelle par la forme de Turc 1961 avec ETP Rg Iga hr t ETP 0 40 Rg 50 C SEE en Rg Iga o s 0 62 z vapotranspiration potentielle mensuelle en mm mois Temp rature moyenne mensuelle de l air sous abri en C Radiation solaire globale Dur e d insolation en heures par jour ou par mois Dur e astronomique en heures par jour ou par mois H est donn par des tables en fonction du mois et de la latitude Radiation solaire directe moyenne sous abri en cal cm j ou radiation atmosph rique Iga est donn par des tables en fonction du mois et de la latitude Coefficient correcteur C 1 si hr gt 50 ee si hr lt
9. 50 70 Humidit relative moyenne mensuelle BRGW RP 52832 FR 77 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation DEROULEMENT DES CALCULS Version 3 5 erry Message i Fig 38 Logiciel ETPTURC cran d accueil Fig 39 Logiciel ETPTURC pr sentation d un exemple d application simple 78 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Pr sentation d un exemple d application simple avec un fichier d insolation en heures par mois un fichier de temp rature moyenne mensuelle en C La temp rature moyenne est g n ralement prise comme la demi somme de la temp rature minimale et de la temp rature maximale L utilisateur doit pr ciser le nom de la station la latitude et l h misph re la pr sence de donn es d humidit relative donn es n cessaires uniquement si l humidit relative est inf rieure 50 certains mois le nombre d ann es de donn es mensuelles le num ro de la premi re ann e ETP Turc Turc PET Ea Latitude o Options Latitude enti re 50 Nord I Donn es d Humidit Relative Sud IV Details sur Listing Periode Nombre d ann es 1 Premiere ann e 2004 Fig 40 Logiciel ETPTURC definition de la localisation et de la p riode de calcul L utilisateur donne alors par des boites de dialogues classiques les noms des fichiers de donn es de t
10. cessitent d tre analys es avant exploitation Si lon ne poss de aucune donn e susceptible de fournir l evapotranspiration potentielle pendant la p riode d observation on peut ventuellement utiliser les moyennes inter annuelles de chaque mois sans commettre d erreurs trop importantes comparativement aux incertitudes portant sur l valuation des lames d eau 2 3 3 La temp rature moyenne de l air On utilisera g n ralement la valeur d finie comme la moyenne des temp ratures minimale et maximale de chaque jour ou de chaque mois exprim e en C Comme pour les pr cipitations on sera parfois amen pond rer les donn es de plusieurs postes Il sera souvent n cessaire de corriger ces temp ratures pour tenir compte des diff rences d altitude entre le bassin tudi et les postes de mesure disponibles Remarque Toutes les donn es d entr e doivent tre continues c est dire ne comporter aucune lacune Ces donn es peuvent tre chantillonn es suivant l un des pas de temps suivants le jour la d cade 365 36 jours soit environ 10 jours le mois 365 12 jours 3 d cades Chaque type de donn e peut tre choisi un pas de temps diff rent mais les pluies doivent tre au pas de temps le plus fin Par exemple on peut imaginer le cas suivant pluies journali res vapotranspirations potentielles mensuelles d bits observ s d cadaires Le pas de temps de cal
11. es 16 241 Analys des pluies ss ss lens nn Re A er asia ansaid 16 2 4 2 Analyse des vapotranspirations ETP 00neeeneeneeenee nen 17 2 4 3 Analyse des d bits ou des niveaux pi zom triques 17 2 4 4 Connaissance du bassin Pr cision des mesures 18 2 5 Fonctionnement du mod le nn non nnnnnnnnnnnnnn 19 225213 INTOCMUCUION sis ana nent fn man E A EE E A dite ne Mesa 19 2 5 2 Le bilan dans le r servoir superficiel u444ennennneneeennn 22 2 5 3 Transfert dans les r servoirs interm diaires et souterrains 23 2 5 4 Les s ries calcul es par le mod le 44444nsnnenneneeenee nennen 27 2 5 5 Description des param tres hydrologiques du mod le 27 2 6 Calage du mod le et analyse des r sultats 29 2 6 1 Proc dure g n rale au 29 2 6 2 Conseils d utilisation eiie ss 30 3 Notice d utilisation du code GARD NIA 37 3 1 Installation de GARD NIA sous environnement WindOWS 37 3 1 1 Distribution ne ER Dans 37 3 1 2 Caract ristiques et configuration du mat riel necessaire 37 3 1 3 Proc dure d installation 37 4 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation BE RC IE XOCUUOM PRERFAFSFREFRR ER ER ENGEN 38 3 2 Les fichiers
12. ma GR4 ne sont pas d crits dans cette notice e Repr sentation graphique des D bits ou Niveaux simul s 0 pas de sortie graphique 1 sortie graphique 2 sortie graphique avec d tails c est dire avec la repr sentation du d bit de base dans le cas d une simulation pluie d bit e Intensit de la Pond ration des carts pour le crit re d ajustement 0 ou 1 pas de pond ration des carts de simulation cas g n ral tous les carts ont alors le m me poids 2 pond ration donnant plus de poids aux faibles valeurs tiages 2 pond ration donnant plus de poids aux fortes valeurs usage exceptionnel Valeurs conseill es 0 pour une simulation de niveaux pi zom triques 2 pour des d bits e Nombre de bassins traiter C est en fait le nombre de simulations effectuer on peut consid rer plusieurs bassins ou un m me bassin avec diff rents types de simulation Si la r ponse est sup rieure 1 cf l exemple du bassin des Ondes pr sent plus loin les param tres concernant les autres simulations seront mis dans un seul fichier param tres la suite les uns des autres apr s la fin de la description des param tres de la premi re simulation 46 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 3 3 7 Pas de temps fig 20 Pas de Temps x a DONNEESDEPLUIE lourater 2 DONNEESDETEMPERANIREE _ _ DONNEES D OBSERYAT Pentadaire De
13. par ailleurs que toute simulation d ann es de calage soit pr c d e d un nombre suffisant d ann es de d marrage il s agit de monter progressivement en r gime un syst me qui comporte des stocks importants la date du d but des observations il faut initialiser ces r servoirs Des proc dures ont t mises au point pour limiter ces ann es de d marrage un nombre raisonnable dans le mod le GARD NIA On part alors g n ralement d un tat qui correspond au r gime permanent stationnaire du syst me n anmoins quelques ann es de d marrage r elles restent n cessaires apr s la mise en r gime permanent e Interpr tation des param tres et choix des param tres initiaux Malgr les performances des m thodes de recherche utilis es par le mod le le choix des param tres initiaux est essentiel Pour chaque mod le nous fournissons un guide des valeurs les plus commun ment rencontr es Une difficult tout a fait classique est l association des noms de param tres des mod les avec d autres concepts Lorsqu on parle de r serve utile d un mod le global il ne s agit en aucune fa on de la r serve utile telle qu elle est d finie par les p dologues ou les agronomes sur une parcelle particuli re Il s agit d une r serve globale a l chelle du bassin d un volume d eau maximal disponible pour la reprise par vaporation Trouver une r serve de 300 mm n est pas une aberration en soi m me s
14. pluie efficace creapef out ou de la recharge calcul e crearech out la pluie efficace comprend le ruissellement et infiltration la recharge est la composante alimentant le r servoir souterrain Le fichier recharge calcul e peut tre utilis comme entr e pour un mod le hydrodynamique par exemple dition sur fichier des d bits ou niveaux calcul s creasim out et creasim prn dition sur fichier des valeurs finales des param tres du mod le pour un compl ment de calage ou pour une extension de donn es crepara out dition sur fichier s par d un tableau r capitulatif des param tres hydrologiques de tous les bassins tudi s simultan ment pour une tude comparative tableau txt galement si prise en compte de la fonte de la neige tablneig txt dition sur fichier s par des valeurs minimales maximales et moyennes simul es et calcul es minmaxmo txt edition sur fichier s par des bilans annuels moyens moybilan txt BRGM RP 52832 FR 61 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 4 Mise en forme des donn es temporelles Utilisation du logiciel SHALIMAR Toutes les donn es hydroclimatiques doivent tre au pas journalier d cadaire 10 jours ou mensuel Les donn es doivent tre format es selon un format sp cifique pour faciliter l introduction de ces donn es et pour viter des erreurs de format il est recommand d
15. rie doit tre constant mais chaque s rie peut avoir un pas de temps different des autres Il est possible de prendre en compte la fonte de la neige Le logiciel GARDENIA est exploit de fa on courante pour l extension de donn es tant dans l espace que dans le temps II permet les fonctionnalit s suivantes g n ration de longues s ries de d bits ou de niveaux pi zom triques partir d historiques de pluies apr s calage pr alable sur une p riode relativement courte analyse de coh rence entre observations climatiques et observations de d bits ou de niveaux pi zom triques analyse des diff rents termes du cycle hydrologique infiltration vapotranspiration coulement Dans la pratique il permet d analyser le fonctionnement hydrologique d un bassin versant d tendre des donn es de d bit ou de niveau Il peut ainsi aider au dimensionnement de diff rents types d ouvrages barrages ou am nagements parkings champs de captage en rivi re micro centrales lectriques etc En effet le mod le une fois cal est en mesure de reconstituer pour un bassin versant donn les d bits d une rivi re ou d une source ou le niveau pi zom trique d une nappe durant une p riode pendant laquelle on ne poss de pas de mesures de simuler au choix des d bits r sultant de p riodes de s cheresse d bits d etiage ou dimensionnement de barrage ou de s quences de pr cipitati
16. 2 409 1 722 1 201 1 004 0 201 0 155 0 115 0 06 0 089 0 774 0 511 0 474 FUND NAURAA HN or OPARPWNHAOWRFUOD m Oo 112 ew ON oO NOH A 00 00 IV 12 30 10 39 20 45 23 39 17 34 OoWUWNKH BENNO WO WW 2 041 0 256 0 877 0 96 053 489 718 181 395 737 461 186 765 082 378 oOONDOOoPOOOoo 2 041 0 256 0 877 0 96 053 489 718 181 395 737 461 186 765 082 378 oOONDOOPOOOOoO UNITE MM 46 25 1 1963 22 30 9 1963 29 3 75 4 1963 79 4 25 3 1964 41 9 20 1 1964 1 2 25 2 1964 60 6 42 8 1965 24 3 41 1965 43 8 135 1965 56 6 14 9 1966 1 5 72 8 1966 51 81 1966 0 9 7 2 1967 14 6 0 4 1967 2 7 85 8 1967 UNITE MM 21 6 22 9 1963 29 1 37 8 1963 0 3 3 1963 18 2 29 1 1964 37 1 43 2 1964 3 5 0 2 1964 13 5 15 2 1965 40 6 36 5 1965 6 1 2 8 1965 21 9 17 6 1966 36 4 32 3 1966 3 4 1966 29 21 8 1967 41 5 46 2 1967 0 2 3 1967 UNITE M3 S 2 04 1 477 1963 0 739 0 465 1963 0 561 0 36 1963 1 43 2 072 1964 0 059 0 077 1964 0 422 0 347 1964 1 041 1 114 1965 0 177 0 202 1965 2 752 3 909 1965 1 213 0 9 1966 0 053 0 023 1966 3 118 2 182 1966 0 533 0 392 1967 0 089 0 04 1967 0 223 1 232 1967 UNITE M3 S 2 04 1 477 1963 0 739 0 465 1963 0 561 0 36 1963 1 43 2 072 1964 0 059 0 077 1964 0 422 0 347 1964 1 041 1 114 1965 0 177 0 202 1965 2 752 3 909 1965 1 213 0 9 1966 0 053 0 023 1966 3 118 2 182 1966 0 533 0 392 1967 0 089 0 04 1967 0 223 1 2
17. I II III I II III III I II N Q SOUT LENT 0 NORMAL 1 PERT 1 UNIQU 0 Ws Si Tite ed See She Soe th En seb Seow OS toe we tes oe KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK Bassin des Ondes Avec Calage VALEUR MAXIMALE OBSERVATIONS 5 00000 VALEUR MINIMALE OBSERVATIONS 0 00000 LARGEUR DU DESSIN CM 16 00000 HAUTEUR DU DESSIN CM 10 00000 KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KK KK NOMBRE D ANNEES DES SERIES DE DONNEES 5 NOMBRE ANNEES DEMARRAGE lt 0 POUR GENER 1 DATE DE LA PREMIERE ANNEE DES DONNEES 1963 LIAA AAAA AVAVA AVIV III TTT TTL TST TTT TTT 0 OR IE IE EE EIRE 0 DEMARRAGE 0 EQUI OU PEF 1 NIV OU DEB 0 NOMBRE MAXIMUM DES ITERATIONS 60 DUREE DES PLUIES EN MOY PAR PAS 100 NB RESER SOUT 1 OU 2 3 DBLE SEUIL 1 OPTION 1 SI ETP MOYENNE CHAQUE ANNEE 0 COEF DE CORRECTION DES PLUIES 3 0 00000 OPTIMISATION DU PARAO CAPACITE DE LA RESERVE SUPERF MM 87 71903 OPTIMISATION DU PARAL COEF DE CORRECTION DE L ETP 3 0 00000 OPTIMISATION DU PARAO HAUTEUR DE REPARTITION RUIS PERCOL MM 37 45467 OPTIMISATION DU PARAL TEMPS DE DEMI MONTEE PERCOL MOIS 1 67592 OPTIMISATION DU PARAL TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 1 MOIS 1 55795 OPTIMISATION DU PARAL TEMPS DE DEMI MONTEE SOUT 1 gt 2 MOIS 0 00000 OPTIMISATION DU PARAO TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 2 MOIS
18. Logiciel ETPTURC cran daceuell a are 78 Logiciel ETPTURC pr sentation d un exemple d application simple 78 Logiciel ETPTURC d finition de la localisation et de la p riode de calcul aaea a RR a DET TT R ON aaa 79 Logiciel ETPTURC d finition des fichiers de donn es dur e d insolation temp rature moyenne et humidit relative 80 Logiciel ETPTURC listage des fichiers d entr e et du fichier d ETP calcul e nn mn Rene ee nn een donee Rates Dati 80 Liste des annexes Prise en compte de la fonte de la neige par GARD NIA Description des param tres utilis s 83 Sch ma de fonctionnement du mod le GARD NIA ee 91 Coefficient d ajustement et principe du processus iteratif 99 BRGW RP 52832 FR 7 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 1 Introduction e code de calcul GARD NIA mod le Global A R servoirs pour la simulation des DEbits et des Niveaux Aquif res est un mod le hydrologique global de bassins versants partir de la s quence des donn es m t orologiques pr cipitations vapo transpiration potentielle sur son bassin d alimentation il permet donc de calculer au choix le d bit l exutoire d un cours d eau ou d une source le niveau en un point de la nappe libre sous jacente Les calculs peuvent tre r alis s au choix au pas de temps journalier d cadaire dix jours ou mensuel Le pas de temps de chaque s
19. OPTIMISATION DU PARA1 COEF DE CORRECTION DE L ETP S 0 0 OPTIMISATION DU PARAO HAUTEUR DE REPARTITION RUIS PERCOL MM 100 0 OPTIMISATION DU PARA1 TEMPS DE DEMI MONTEE PERCOL MOIS 0 2 OPTIMISATION DU PARAI TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 1 MOIS 6 0 OPTIMISATION DU PARAI TEMPS DE DEMI MONTEE SOUT 1 gt 2 MOIS 0 0 OPTIMISATION DU PARAO TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 2 MOIS 0 0 OPTIMISATION DU PARAO HAUTEUR DE REDUCTION REPRISE ETP MM 9999 OPTIMISATION DU PARAO DEBIT EXTERIEUR M3 S 0 0 OPTIMISATION DU PARAO SURFACE DU BASSIN VERSANT KM2 36 OPTIMISATION DU PARAO VAL DEMARRAGE P EFF ANNUELLE NIV DEB 760 0 D marr Pl Effic 760 mm an kkkxkxkxkxkxkxkxkkxkxkkxkxkxkxkxkxkxkxkkxkxkkxkxkxkkxkxkkxkxkkxkxkkxkxkkkxkkxkkkkkkx k kkkxkxkxkxkxkxkxkxkxkxkkkxkkkxkkkxkkkxkxkkxkxkkkxkkxkkkkxkkxkxkkxkxkkxkxkkkkkx Fig 34 Fichier des param tres fichier onde gar suite 72 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Fichier des pluies onde plu PLUIE DECADAIRE A HUPARLAC 1 21 8 38 5 28 N 51 16 35 54 63 NN OPONN ANO m NW AN aN 3T 50 24 0 26 87 85 HR U1 W W L OD l a HWN OU Aww 37 65 7 33 7 38 9 62 6 48 7 19 190 1 3 6 16 39 6 14 6 87 6 6 5 40 2 46 54 8 33 8 11 24 47 2 32 124 42 0 36 2 49 22 15 UWOUHASPOOPNDNIOWO Fichier des ETP onde etp ETP DECADAIRE A MILLA
20. Q QH QG1 composante tr s lente du d bit non contr l e par les mesures On peut galement d cider que Q QH l exutoire contr le uniquement la composante rapide de l coulement Il est possible galement de d cider que Q QG1 ou QG1 QG2 l exutoire contr le uniquement les composantes lentes Dans tous les cas le d bit Q calcul en mm par pas de temps est transform en d bit en m s par multiplication par la surface du bassin versant et ajout de l eventuel d bit ext rieur si on s int resse au niveau pi zom trique N en un point de l aquif re le mod le calculera N G1 ou bien dans le cas d un r servoir unique deux exutoires N G N B Il nest pas possible d utiliser un sch ma avec GT et G2 dans le cas d une modelisation pluie niveau Ce niveau N calcul en mm est transform en m tres NGF par division par le coefficient d emmagasinement global et ajout du niveau de base local 2 5 5 Description des param tres hydrologiques du mod le Les param tres hydrologiques sont au nombre maximal de huit deux param tres optionnels dans le cas g n ral et de quinze deux param tres optionnels dans le cas de la prise en compte de la gestion d un stock de neige Les param tres se divisent en six param tres dimensionnels deux coefficients correctifs facultatifs et ventuellement sept param tres pour la fonte de la neige les six param tres dimensionnels sont les
21. Q Sout Lent 0 Normal 1 Pert 1 Uniqu Reprise par Evapotranspiration 0 3 Analyse Sensibilite N non O oui uniquem N Contr le sur cran 0 Oui N Non M Muet o se Fig 17 D finition ou modification des pr options 42 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation e Prise en compte de la neige N ou rien Non Pas de prise en compte de la neige cas g n ral OouY Oui Le fichier des param tres contient les param tres n cessaires la prise en compte de la fonte de la neige 2 Oui Le fichier param tres ne contient pas encore les param tres pour la prise en compte de la fonte de la neige Les param tres relatifs la fonte de la neige seront donn s l cran e Perte de la composante tr s lente du d bit oO Il toutes les composantes sont prises en compte cas g n ral Il non prise en compte du d bit tr s lent partie inf rieure du r servoir G ou G2 1 non prise en compte du d bit rapide r servoir H e Reprise par vapotranspiration Elle peut se faire Oourien dans le r servoir superficiel RU cas g n ral 1 dans RU et H 2 dans RU H et Gl 3 dans RU H G1 et G2 N B Les sch mas avec reprise ne permettent g n ralement pas d obtenir des r sultats tr s satisfaisants Ce param tre a t conserv par compatibilit avec les versions pr c dentes e Seulement Analyse de Sensibilit N ou r
22. Utilisation du logiciel ETPTURC une s rie continue de temp ratures de l air uniquement si l on prend en compte la fonte de la neige BRGW RP 52832 FR 13 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation une s rie pas forc ment continue de d bits l exutoire du bassin ou de niveaux en un pi zom tre situ dans le bassin Ces trois ou quatre s ries doivent tre disponibles sur la m me p riode d observations et il est bon de disposer de pr cipitations et d vapotranspirations potentielles ETP pendant au moins un an avant le d but des mesures de d bit ou m me pendant plusieurs ann es auparavant en cas de simulation de niveaux pour faciliter l initialisation du mod le Par ailleurs le calage du mod le fait intervenir jusqu un maximum de six param tres hydrologiques capacit de r serve superficielle temps de tarissement coefficient de correction de la lame d eau qui seront d crits plus bas 2 3 1 La lame d eau La lame d eau pendant le pas de temps en mm pas de temps est une moyenne pond r e des pr cipitations des diff rents postes pluviom triques relatifs au bassin versant En cas de pr cipitations neigeuses l quivalent en eau de la neige est ajout la pluie Il est n cessaire d effectuer au pr alable une critique des donn es permettant la reconstitution des ventuelles donn es brutes manquantes la s rie devant tre ininterrompue La la
23. annuelle le volume coul au cours d un tr s fort d bit par une crue mal ou non jaug e peut rester tout fait n gligeable au pas de temps mensuel De la connaissance de la pr cision des mesures on retiendra dans chaque cas une id e de ce qu il est raisonnable d attendre d une simulation des d bits ou des niveaux par un mod le Il est inutile de s attendre ou de rechercher un calage quasi parfait si la qualit des donn es est douteuse 18 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 2 5 FONCTIONNEMENT DU MODELE 2 5 1 Introduction Le mod le GARDENIA repr sente le cycle de l eau depuis les pr cipitations sur un bassin versant jusqu au d bit l exutoire ou au niveau aquifere en un point fig 1 Ce mod le est global car il consid re une entr e globale une lame d eau sur le bassin et une vapotranspiration potentielle et une sortie unique qui est suivant le cas le d bit l exutoire ou le niveau pi zom trique en un point de la nappe sous jacente Ce mod le simule le cycle de l eau par un syst me de trois quatre r servoirs en cascade qui repr sentent respectivement les premi res dizaines de centim tres du sol dans lesquelles se produit l evapotranspiration zone d influence des racines de la v g tation une zone interm diaire qui produit un coulement rapide une ou deux zones aquif res qui produisent l c
24. calage dues des temps de r ponse tr s rapides que l on ne souhaite pas retenir ou au contraire pour rechercher dans une approche pas de temps plus fin une meilleure repr sentation des m canismes 2 6 2 Conseils d utilisation Dans cette d marche un certain nombre d erreurs peut tre vit si l on garde l esprit ce que l on peut attendre d un mod le Les pr cautions qui suivent sont absolument essentielles e Longueur de l historique disponible et temps de m moire du syst me On ne peut pas identifier sur quelques mois de donn es des fluctuations inter annuelles longue p riode de retour Pour identifier le fonctionnement d un syst me il faut en avoir observ plusieurs cycles hydrologiques Si cinq ou six ans sont amplement suffisants pour un petit bassin fort ruissellement il faut souvent dix quinze ann es de mesures pour identifier des fluctuations pi zom triques pluriannuelles Cela ne signifie pas que lorsqu on ne dispose que de cinq ans de donn es le syst me hydrologique n a pas de longs temps de m moire C est simplement qu il est illusoire de chercher les identifier l aide d un mod le aussi labor soit il Si on est conduit r aliser des extensions de donn es sur un tel bassin il convient donc d tre extr mement prudent quant aux valeurs obtenues 30 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Ce temps de m moire n cessite
25. caract ristiques des diff rents r servoirs RUMAX mm capacit du r servoir RU ou r serve disponible pour l evapotranspiration THG mois temps de demi mont e du r servoir G1 BRGM RP 52832 FR 27 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation RUIPER mm hauteur dans le r servoir H pour laquelle il y a r partition gale entre coulement rapide et percolation TG1 mois temps de demi tarissement du r servoir G1 TG12 mois temps de demi mont e du r servoir G2 temps de demi transfert de G1 G2 TG2 mois temps de demi tarissement du r servoir G2 temps de demi tarissement lent N B 1 Dans le cas d un seul r servoir souterrain G unique avec deux exutoires TGI2 est le seuil de s paration entre les deux exutoires il est exprim en mm N B 2 Dans un calcul de niveau de nappe s il y a deux composantes lentes le choix d un r servoir unique G deux exutoires est impos les deux coefficients correctifs sont destin s prendre en compte l ventuelle non repr sentativit des entr es telles qu elles ont pu tre estim es vis vis des conditions m t orologiques qui agissent r ellement sur le bassin versant CORPL coefficient de correction de la lame d eau charg de compenser une mauvaise repr sentativit des donn es pluviom triques issues des observations faites sur des stations dispers es CETP coefficient de correction d ETP dont le but est
26. classe A etc On prendra soin cependant de ne pas m langer dans une m me s rie des donn es de diff rentes provenances elles ne sont g n ralement pas comparables On pourra ventuellement utiliser apr s valuation des ETP par la formule mensuelle de Turc voir le chapitre relatif l utilisation du logiciel ETPTURC les facteurs culturaux d finissant l evaporation maximale un stade v g tatif donn pour diff rentes cultures N anmoins la complexit l chelle du bassin versant est telle qu il ne semble pas n cessaire d utiliser de tels facteurs de correction Dans de nombreux cas on se contente m me d une valuation d vapotranspiration moyenne pour chaque mois 2 4 3 Analyse des d bits ou des niveaux pi zom triques Les s ries d entr e doivent tre sous forme d un historique continu de donn es pas de temps constant En revanche la s rie d observations servant au calage du mod le donn es de d bit ou de niveau de nappe peut pr senter des lacunes Il serait inutile et m me dangereux d employer une quelconque m thode de reconstitution des donn es manquantes pour calculer des valeurs suppl mentaires qui serviraient au calage Il est bon toutefois de repr senter sur un m me graphique diff rents pas de temps si possible les pluies et les d bits ou les niveaux avant d entreprendre une simulation Des v nements particuliers peuvent alors tre identifi s d bits exceptionnels
27. d marrage Le d bit ou le niveau du premier mois de la premi re ann e d pend bien videmment des donn es climatiques plusieurs mois auparavant Le premier mois de d bits ou niveaux ne peut donc pas tre simul correctement a partir du premier mois de pluie d ETP et de temperatures On consid re donc que les d bits ou les niveaux sont calcul s correctement a partir d un certain nombre d ann es dites ann es de d marrage Les valeurs calcul es pendant ces ann es de d marrage ne sont pas prises en compte pour la comparaison avec les observations de d bits ou de niveaux Les s ries de donn es climatiques et de donn es observ es d bit ou niveau ayant le m me nombre d ann es les premi res ann es d observations sont donc inutilis es Pour viter cet inconv nient il est conseille de rassembler les donn es climatiques pluies ETP temp ratures pendant une ou plusieurs ann es avant la premi re ann e de d bits ou niveaux observes On cr era alors la ou les ann es correspondantes de d bits ou niveaux observ s au moyen de valeurs fictives qui ne seront pas prises en compte dans les calculs mais serviront seulement a occuper une place dans les donn es Les valeurs fictives sont obligatoirement 2 pour les d bits ou 9999 pour les niveaux pi zom triques ann es observ es donn es climatiques nes Eee A donn es de d bit ou de 1 niveau Kasse ss RS ann es ann es effectivemen
28. modification par un coefficient si les donn es climatiques sont impr cises Le meilleur ajustement fig 32 ci apr s coefficient de corr lation 0 914 coefficient de Nash efficiency 0 785 a t obtenu avec les param tres de calculs suivants RUMAX 88 mm RUIPER 37 mm THG 1 68 mois TG1 1 56 mois BRGW RP 52832 FR 69 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Dessin Simulation OF x Copy Graph Save Graph Print Graph a al Passin des Ondes Avec Calage D bit 1964 1965 1966 1967 GARDENIA R 0 914 Date 0bserv Siml C Copy P Print Escape or Enter Next Fig 32 Bassin des Ondes comparaison des debits observes et simules coefficient de correlation egal a 0 914 En terme global le temps de demi tarissement de la composante lente du debit est assez rapide 1 5 mois La proportion moyenne d coulement rapide estim e apr s calage repr sente 33 des pr cipitations La lame de recharge moyenne est valu e 229 mm soit 17 5 des pr cipitations ce qui est plausible compte tenu des conditions morphologiques du bassin II faut cependant comme on l a expliqu plus haut tre extr mement prudent quant l interpr tation des deux composantes de l coulement coulement rapide et coulement lent L coulement lent est plus lent que l coulement rapide mais il n y a pas de certitude qu il s agisse d coulement
29. niveau de base niveau absolu en m tre ce niveau de base correspond au niveau qui serait atteint en l absence totale d alimentation au bout d un temps infini Valeur de d part conseill e niveau de base estim Optimisation conseill e Il convient imp rativement de laisser calculer ce niveau de base Le calcul tant effectu par r gression lin aire la valeur de d part n a pas d importance Pour un calcul de d bit d bit ext rieur Qo en m s Ce d bit est un d bit non contr l par la mesure a l exutoire Le d bit observ QOBS se d duit du d bit calcul QCAL par la relation QOBS QCAL Qo cart Valeur standard 0 m s Ce d bit ext rieur doit tre en principe impos 0 sauf cas tr s particuliers fuite du bassin exportation ou importation d eau par un canal pr l vement changes lat raux de bassin bassin Optimisation non conseill e 56 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Coefficient d Emmagasinement ou Surface du bassin versant Suivant le type de simulation choisi pluie niveau ou pluie debit ce param tre a une signification differente Pour un calcul de niveau de nappe libre c est le coefficient d emmagasinement apparent global sans unit Dans la plupart des cas le coefficient d emmagasinement apparent n est pas connu et il devra tre calcul par le mod le Il sera int ressant de comparer ce coeffici
30. se trouve dans le dossier Gardenia6_0 Bin pour la version 6 0 II suffit alors de double cliquer sur l ic ne de ce raccourci pour lancer l ex cution Il est galement possible de d poser par glisser d placer un fichier projet rga sur cette ic ne pour ex cuter ce fichier projet 3 2 LES FICHIERS ENTR E DE GARD NIA Les donn es climatiques et hydrologiques et les param tres sont sur des fichiers s par s un fichier pour les param tres de d part du mod le un fichier pour la pluie un fichier pour l vapotranspiration potentielle un fichier pour les donn es de temp rature de l air s il y a lieu de mod liser la fonte de la neige un fichier pour les d bits ou niveaux observ s s il y en a c est dire pour le calage Le pas de temps de chaque s rie doit tre constant mais chaque s rie peut avoir un pas de temps diff rent des autres Classiquement on utilisera un pas de temps journalier pour chaque s rie mais on pourrait galement avoir une s rie de pluie journali re une s rie d vapotranspiration potentielle mensuelle une s rie de d bits d cadaires Dans tous les cas ou les pas de temps sont diff rents le pas de temps le plus fin doit tre celui de la pluie car les calculs de bilan sont effectu s au pas de temps de la pluie Les pas de temps possibles sont un pas de temps journalier un pas de temps d cadaire 10 jours un p
31. similaire les sept param tres caract ristiques des divers ph nom nes pouvant affecter le stock de neige r sultant de pr cipitations hivernales GRADT C constante de correction de la temp rature destin e tenir compte d un ventuel cart entre la temp rature moyenne la plus repr sentative du bassin versant et la temp rature fournie au mod le partir d une pond ration effectu e sur diff rentes observations faites aux stations m t orologiques les plus proches c est un d calage de temp rature dont le r le est analogue CORPL et CETP DENSIM pourcentage de r tention maximale d eau liquide d un stock neigeux EVNEI coefficient caract risant la sublimation du manteau neigeux dans une atmosph re o l ETP n est pas totalement satisfaite par les apports pluviom triques Un stock de neige s il est suffisamment fourni perd par sublimation un volume d eau quivalent a PN 1 EVNE 100 o PN repr sente l ETP r siduelle non satisfaite par la pluie FONP pourcentage de correction de la fonte d un stock neigeux par une pluie PN la temp rature TEMP La quantit de neige susceptible de fondre par ce ph nom ne vaut PN x 1 FONP 100 x TEMP 80 la chaleur latente de fusion valant 79 calories par gramme arrondie 80 TFONT C seuil de temp rature au dessous duquel la neige ne fond plus proche de 0 C Il s agit en fait d un terme correctif entre la temp rature de l
32. souterrain Fichiers utilis s en entr e en sortie Onde gar e crepara out Onde plu e tableau txt Onde etp minmaxmo txt e Onde deb e moybilan txt 70 BRGM RP 52832 FR Bassin des PRISE EN COMPTE NEIGE OR OI III EIRE III III TT Q SOUT LEN REPRISE PAR EVAPOTRANSPIRATION ANALYSE SENSIBILITE N Non O Oui uniquem APRES LECTURE EXAMEN DES NOMBRE DE BASSINS A S Type de cal Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Ondes Titre du projet 2 POUR GENERER T 0 NORMAL 1 PERT 1 UNIQU PARAMETRES cul 0 Debi ts 0 3 MULER 1 Niveaux S rie de D bit ou Niveaux Observ s Edition Edition Edition Analyse Analyse du Bilan 0 No 1 Pluies Efficaces D bit Niv simul s n All gement du Listing 1 Al Sch ma GR4 AMONT E Dessin S ri PPT E 0 Non 1 0 e Simul e 1 ui Oui Intensit de Pond ration KA KE K EEE EX PAS O JOURN Type de 0 GARD_Seq KR EEK EEE EX PAS 0 JOURN KAAKKRKKRK PAS 0 JOURN KR EEK EEE EX PAS 0 JOURN Type de 0 GARD_Seq Type de 0 GARD_Seq Type de 0 GARD_Seq FICHIER PL DE TEMPS DE PENTA Format GARD_A FICHIER DE TEMPS PENTA Format GARD_A FICHIER ET DE TEMPS DE PENTA Format GARD_A FICHIER DE TEMPS PENTA Format GARD_A DE DE UIE D 2 D de nnu SD 2 D de nnu P S D
33. une simulation essentiellement sur des appr ciations visuelles et son jugement d pend du but qu il s est fix de l appr ciation de la fiabilit des donn es il contr le le bilan des diff rents flux et juge de la vraisemblance des param tres Le mod le recherche un jeu de param tres qui lui permet d am liorer par rapport un jeu d essai fourni par l utilisateur un crit re num rique de qualit de l ajustement Ce crit re est au choix de l utilisateur dans le mod le GARDENIA celui ci a par exemple la possibilit de donner un poids plus important aux plus faibles valeurs afin de corriger l impact pr dominant des crues dans les carts observ s N anmoins ce crit re que le mod le optimise ne peut prendre en compte l ensemble des informations dont dispose l hydrologue le mod le mest pas cal par une proc dure automatique universelle II est cal par l utilisateur mettant a profit les performances num riques de l ordinateur Ce calage se d roule donc en plusieurs tapes l utilisateur fournit un jeu de param tres r aliste et d cide quels param tres il accepte de faire varier et dans quelles limites pour am liorer le crit re d ajustement qu il a choisi l issue d un certain nombre d essais it rations de la proc dure de calage le mod le fournit une simulation et un jeu de param tres qui donnent une meilleure valeur du crit re d ajustement choisi BRGW RP 52832 FR 29 Logic
34. 2 D de nnu OBSERVAT S D 2 D de nnu 2 Rech 0 Non 1 Oui Ann 2 Men des pluies efficaces des valeurs calculees le 2 Supprim 2 D tails ou 2 ONNEES ECA Lecture 3 ONNEES ECA 3 Lecture ONNEES ECA Lecture 3 ONNEES ECA 3 Lecture 2 Libr 3 EXCE ENS 2 Libr 3 EXCE TEMPERATURE XX k k XX k k X ENS 2 Libr 3 EXCE KKKKK KKK KKK KKK ENS 2 Libr 3 EXCE KKK KKK KK KK KKK ENS 0 Koooz NE NOS OOOO OO FIN KKKKK KKK KKK KKK 2 L 0 0 Gish T 2 L 0 2 L 0 KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KH HH HH HH HH HH HH HH HH KH A EX KKK KKK KKK KK KKK KKK KKK KKK KKK HH HH HH HH HH HH HH HH HK HH HH HH A KR Bassin des Ondes VALEUR VALEUR MI LARGEUR DU HAUTEUR DU BRE D AN TE DE LA ARRAGE BRE MAXI REE DES P GOHENSSDOO ZOZUINSDZZ OPTION 1 COEF DE CO CAPACITE DE COEF DE CO HAUTEUR DE TEMPS DE DE TEMPS DE DE TEMPS DE DE TEMPS DE DE HAUTEUR DE DEBIT EXTER BRE ANNEES PREMIERE ANNEE DES DONNEES MERRE PERE RRR EA RERE RR EE INE EEA III III ARE EE II I II ILALA III 0 EQUI OU PE UM DES ITERAT LUIES EN MOY B RESER SOUT DESSIN DESSIN CM CM 1 OU 2 SI ETP MOYE RRECTION DES LA RESERVE RRECTION DE REPARTITION I MONTEE PE I TARISSEME I MONTEE SO I TARISSEME REDUCTION RE IEUR SURFACE DU BASSIN VERSA VA
35. 32 1967 Fig 35 Fichiers de series hydrologiques BRGIM RP 52832 FR VDVDHRWDHWDHRHWDHRUWDNDH WNHRFWNHEFWNHEWNHEWNHE WNHRFWNHEFWNHEWNHEWNHE WNHEFWNHEFWNEFWNPFPWNE 73 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Fichier r capitulatif de l ajustement tableau txt avant et apr s calage Fichier Projet utilis D gardenia6 0 Examples Onde rga Bassin des Ondes NO SURF DEB EX R PON R NAT C PLU D MAX C ETP RUIP TPER TARI TPER2 TAR2 KM2 M3 S MM MM MOIS MOIS MOIS MOIS 1 36 0 165 0 757 0 15 0 100 0 2 6 0 0 2 36 0 0 886 0 914 0 87 72 0 37 45 1 68 1 558 0 0 Fichier r capitulatif minmaxmo txt avant et apr s calage Fichier Projet utilis D gardenia6_0 Examples Onde rga Bassin des Ondes NO MIN OBS MIN SIM MAX OBS MAX SIM MOY OBS MOY SIM SIG OBS SIG SIM NB OBS 1 2 3 2 0 4727 4 395 3 1024 0 8401 0 9016 0 8493 0 4729 144 2 2 3 2 6 08 2 4 395 4 0688 0 8401 0 7585 0 8493 0 7115 144 Fichier du bilan moyen moybilan txt avant et apres calage Fichier Projet utilis D gardenia6_0 Examples Onde rga Bassin des Ondes NO PLUIE ETR REPRI PLF QRAP Q SOUTI Q SOUT2 DIF STO 1 1305 526 9 0 778 4 207 3 583 1 0 12 02 2 1305 645 7 0 659 7 432 6 232 3 0 5 245 Fig 36 Fichiers de contr le de l ajustement et du bilan 74 BRGW RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Bassin des Ondes PRISE EN COMPTE NEIGE 2 POUR GENERER 0 LOT IT II IV III III III
36. 65 4 2 2 Donn es temporelles en format Excel Date uueeeeeeneeneeenneenneen 66 5 Exemple d utilisation de GARDENIA Le bassin des Ondes 0 s 01s1010101010n 69 5 1 Le bassin des Ondes d apr s la th se de F Pernel 1990 69 6 Calcul des ETP par la formule de TURC Utilisation du logiciel ETPTURC 77 7 R f rences bibliographiques 81 BRGM RP 52832 FR 5 Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig Fig PP N gt 1 DO NO OW 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 DA 25 26 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Liste des figures Sch ma de principe du mod le GARDENIA cccccceesesessesesescesesteeestsees 20 Schema le plus fr quent un seul r servoir souterrain 21 Sch ma complexe deux r servoirs souterrains 21 Sch ma complexe avec un r servoir souterrain deux orifices de Vidange anne ne ses nee dre er a qe nn fn nue sets 22 R servoir superficiel nannan annann 23 R servoir interm diaire 24 Sch ma du r servoir G1 Li iiiieeeeeeeeeeeeeseeeense 25 Sch ma du r servoir G2 u
37. 9 85 3 91 6 90 4 94 7 77 4 37 6 14 8 6 2006 9 4 9 9 37 8 58 8 68 6 93 93 8 101 9 65 6 32 8 17 9 9 1 2007 Fig 42 Logiciel ETPTURC listage des fichiers d entr e et du fichier d ETP calcul e 80 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 7 References bibliographiques Creutin J D 1979 M thode d interpolation optimale de champs hydro m t orologiques Comparaison et application une s rie d pisodes pluvieux c venols Th se pr sent e l Universit Scientifique et M dicale et l Institut National Polytechnique de Grenoble Mero F 1979 The MMO8 hydrometeorological simulation system Basic concepts and operator s guide Tel Aviv 18 p April 1978 Pernel F 1990 Transferts hydrauliques entre les alt rites et les fractures sur socle cristallin Aveyron Ille et Vilaine Finist re Th se Paris XI Roche P A Thi ry D 1984 Simulation globale de bassins hydrologiques Introduction la mod lisation et description du mod le GARDENIA Rap BRGM 84 SGN 337 EAU Rosenbrock H H 1960 An automatic method for finding the greatest or the least value of a fonction Computer journal 3 3 p 175 184 Oct 1960 Thi ry D Caous J Y 1979 Application d un mod le conceptuel de pr vision d etiages la nappe de la Craie en Picardie Rap BRGM 79 SGN 760 PIC Thi ry D 1980 Simulation de bassins hydrologiques par mod les globaux Le programme AM
38. ANDE Rap BRGM 80 SGN 192 HYD Thi ry D 1983 Description du mod le BICHE Note technique BRGM SGN EAU n 83 15 Thi ry D 1988 Forecast of changes in piezometric levels by a lumped hydrological model Journal of Hydrology 97 1988 p 129 148 Turc L 1961 Evaluation des besoins en eau d irrigation Evapotranspiration potentielle Ann Agronom 1961 12 BRGW RP 52832 FR 81 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation ANNEXE 1 Prise en compte de la fonte de la neige par GARDENIA Description des parametres utilises BRGM RP 52832 FR 83 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Le sch ma de fonte de la neige est repr sent dans la figure ci dessous PRECIPITATION Neige sjout e i Ass Fonte par le sol Temp rature sup rieure au seuil de fonte Ivsporation de la pluie Fonte par les calorias de le pluie azchdentaire ALIPENTATIOR Fig 1 Schematisation de la fonte de la neige BRGW RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Le choix de la prise en compte de fonte de la neige s effectue dans l cran des Pre Options du logiciel GARDENIA Pre Options SOUT LENT O NORMAL 1 PERT 1 UNIQU REPRISE FAR EVAPOTRANSPIRATION 0 3 NALYSE SENSIBILITE N Non O Qui uniquem SAMEN DES PARAMETRES APRES LECTURE fY Ea Fig 2 Calcul avec g n ration des para
39. Ajustement 0 985 Fig 26 Affichage des it rations de calcul et du coefficient d ajustement final 3 3 12 Affichage graphique l cran Possibilit de copier le dessin pour l ins rer dans un document Word ou PowerPoint par exemple possibilit galement de sauvegarder le dessin dans un fichier graphique bmp pcx etc fig 27 Dessin Simulation Iof Xx Copy Graph Save Graph Print Graph al a al Niveau La Bissaugerie m NGF 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 GARDENIA R 0 978 Date bserve Simle C Copy P Print Escape or Enter Next Fig 27 Comparaison graphique de la s rie observ e rouge et de la s rie simul e vert BRGM RP 52832 FR 59 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 3 3 13 Edition sur fichiers des r sultats Les noms des diff rents fichiers cr s lors de l ex amp cution de GARDENIA sont rappel s l cran Les fichiers cr s ont des noms standards ils sont donc cras s chaque ex cution du logiciel dans le m me dossier Pour conserver ces fichiers il est n cessaire de les renommer avant de relancer l ex cution de GARDENIA fig 28 Gardenia ioj x Fin des Calculs Vous avez Cree les Fichiers suivants crepara out qui contient les nouveaux Parametres ce fichier doit Imperativement etre renomme avant re utilisation tableau txt minmaxmo txt m
40. GM RP 52832 FR 41 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Apr s chaque passage et en particulier apr s une premiere utilisation o l on a donn tous les param tres un fichier actualis de param tres est cr par le logiciel sous le nom de crepara out Il est alors utile de changer le nom de ce fichier pour le sauvegarder ce fichier pourra tre utilis pour un compl ment de calage si n cessaire il n y aura plus redonner les valeurs de tous les param tres et options pour calculer des d bits ou des niveaux extension de donn es partir de s ries climatiques observ es ou g n r es si le calage est reconnu satisfaisant Remarque Les diff rents param tres des boites de dialogue sont d crits dans les paragraphes suivants 3 3 3 Titre descriptif de la simulation En d but de simulation le code demande de donner un titre pour la simulation fig 16 Ce titre est une ligne de commentaires qui figurera dans les fichiers en sortie de GARDENIA et sur les ventuels graphiques C est un l ment de tra abilit important NOM du FICHIER des PARAMETRES lu Bissaug gar Donnez le titre pour l tude Fig 16 D finition du titre descriptif de la simulation 3 3 4 Pr options fig 17 Les r ponses utilis es sont N oun ou 0 z ro ou rien pour non OouYou1 pour oui Description Prise en compte Neige 2 pour g n rer N LL LL TTL ELLE
41. I RUIPER Ln 1 1 e de 14 RUIPER H QI RUIPER Ln 1 avec THGM 1 1 e 15 RUIPER THGM Ecoulement rapide Par conservation de la masse on a QR Ho H d QI Soit en rempla ant H d et QI par leurs valeurs THGM 1 QR H at THGM H RUIPER H RUIPER Ln 1 2 16 RUIPER THGM MISE EN EQUILIBRE DANS LE RESERVOIR H Dans cette impl mentation de GARDENIA on pratique un apport brutal sous forme d un Dirac c est dire qu on apporte instantan ment le volume d alimentation ALIMH en d but de pas de temps Soit H le niveau a la fin d un pas de temps on a Ho H ALIMH Comme on est a l quilibre on doit avoir la fin d un nouveau pas de temps H d H On a vu que THGM 1 H d H THGM H RUIPER soit en rempla ant H par H ALIMH THGM 1 H H ALIMH THGM H ALIMH RUIPER d o une quation du 2 degr de solution equ Hu 0 5 ALIMH RUIPER 1 4 2 ALIMH RUIPER ALIMH RUIPER THGM 1 _ 17 96 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Il convient de remarquer que dans une impl mentation avec un flux constant qalimh au lieu d un apport brutal de volume ALIMH on obtiendrait 0 5 RUIPER 1 4 galimh thg RUIPER 1 H equ _ Continu BRGM RP 52832 FR 97 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation ANNEXE 3 Coefficient d ajusteme
42. L DEMARRAGE P EFF AN i P 3 NE PL SUP L E RU RCO T UT T PR T UE Avant Calage MAXIMALE OBSERVATIONS IMALE OBSERVATIONS 1 NIV OU DEB ONS AR PAS DBLE SEUIL CHAQUE ANNEE UIES 3 MM MM MOIS MOIS 1 gt 2 MOIS MOIS MM M3 S KM2 ERF TE S PERCOL L SOUT 1 SOUT 2 SE ETP LLE NIV DEB Pre Options 2 bassins simules Options G n rales Nom du bassin De 0 16 10 KR KKK KKK KKK KKK KKK KKK AXE A KH KH HH HH HH HH HH KH HH HH HH HH HH A RK K EES DES SERIES DE DONNEES DEMARRAGE lt Q POUR GENER 5 1 1963 OR OOo OO OPT OPT OPT OPT OPT OPT OPT OPT OPT OPT OPT bh 2 oO OOO NRN OOO 0 9999 0 0 36 760 0 SAT SAT SAT SAT SAT SAT SAT SAT SAT SAT SAT 0 it rations zZ ooo0oo0oo0o0o00000 Param tres g n raux D finition des pas de Temps pas de calage DU DU DU DU DU DU DU DU DU DU DU PARAO PARA1 PARAO PARA1 PARA1 PARA1 PARAO PARAO PARAO PARAO PARAO Param tres physiques Fig 33 Fichier des param tres fichier onde gar d but BRGM RP 52832 FR 71 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation COEF DE CORRECTION DES PLUIES 15 INES ls SUP ES CAPACITE DE LA RESERVE SUPERF MM INF 0 SUP 999 COEF DE CORRECTION DE L ETP INF 15 SUP LS HAUTEUR DE RE
43. LIMAR d finition du codage des valeurs manquantes Comme pour certains types de donn es ces valeurs nulles peuvent tre tr s fr quentes c est le cas de la pluie la t che de l utilisateur est facilit e par le fait qu il n est pas oblig de rentrer la valeur 0 chaque fois que cela s av rerait n cessaire fig 31 Pour l option 3 SHALIMAR mettra automatiquement une valeur gale 0 pour les pas de temps qui n ont pas de valeur correspondante d finie Editeur de S ries de Donn es Temporelles x Commune ORLEANS INSOLATION 1979 1984 latit 49 deg UNITE h mois File Insol dat Ann e 1979 ew tn me on ns m Ha eu en m ne sl ml man mw m el La 59 162 219 185 180 134 1980 164 133 194 187 29 feet D ae en tf Fig 31 Tableur du module SHALIMAR ici donn es mensuelles 64 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 4 1 2 Description du format des donn es temporelles format es Toutes les donn es temporelles donn es hydroclimatiques ont la m me structure de bloc de donn es Un bloc de donn es est compos a pour les donn es d cadaires et mensuelles d une ligne titre 80 caract res pr cisant le type de donn es les unit s le lieu la p riode etc Suivie par ann e de 3 lignes de 12 valeurs pour 36 d cades par an si les donn es sont d cadaires 1 ligne de 12 valeurs pour 12 m
44. Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation BRGM RP 52832 FR d cembre 2003 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation BRGM RP 52832 FR d cembre 2003 Etude r alis e dans le cadre des op rations de Recherche du BRGM 2003 EAU RO5 D Thi ry bra pour une Terre durable Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Mots cl s Logiciel GARDENIA Guide d utilisation R servoirs D bits Niveaux aquif res En bibliographie ce rapport sera cit de la fa on suivante Thi ry D 2003 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation BRGM RP 52832 FR 102 p 42 fig 3 ann BRGM 2003 ce document ne peut tre reproduit en totalit ou en partie sans l autorisation expresse du BRGM 2 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Synthese e code de calcul GARD NIA mod le Global A R servoirs pour la simulation des DEbits et des Niveaux Aquif res est un mod le hydrologique global de bassins versants partir de la s quence des donn es m t orologiques pr cipitations vapo transpiration potentielle sur son bassin d alimentation il permet donc de calculer au choix le d bit l exutoire d un cours d eau ou d une source le niveau en un point de la nappe libre sous jacente Les calculs peuvent tre r alis s au choix au pas de temps journalier d cadaire dix jours ou mensuel Il est possible de prendre
45. O Y amp Oui Les param tres seront affich s l cran lors de l ex cution on a alors la possibilit de les modifier avant le d but des calculs N Non Les param tres ne seront pas affich s l cran et les calculs commenceront directement apr s la lecture des fichiers de donn es M Muet dition en batch Il n y aura quasiment aucune question ni validation demand e l cran sauf en cas d erreur grave 3 3 5 Nom des fichiers lire Dans le cas d un nouveau projet les noms des fichiers de pluie d ETP de temp rature pour les calculs avec neige et d observations d bits ou niveaux sont demand s par des boites de dialogue classiques fig 18 Regarder dans a Exemples c Nom du fichier Amiens plu Type des fichiers Fichier Pluies gt Annuler Fig 18 Nouveau projet definition du fichier des pluies et des autres fichiers hydroclimatiques 44 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Le format de ces fichiers est d crit plus loin La constitution de ces fichiers selon ce format est facilit e par l utilisation du module SHALIMAR dont le fonctionnement est d crit bri vement plus bas Le fichier des ETP peut tre labor l aide module ETPTURC d crit plus loin 3 3 6 Options g n rales fig 19 VE El TYPE DE CALCUL O DEBITS 1 NIVEAUX EDITION T PLUIES EFFICACES 2 RECH fe DESSIN SERIE SIMULEE 1 0UI 2 DETAIL
46. PARTITION RUIS PERCOL MM INF 0 001 SUP 9999 TEMPS DE DEMI MONTEE PERCOL MOIS INF 0 1 SUP 2 5 Bornes TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 1 MOIS INF 1 2 SUP 19 des TEMPS DE DEMI MONTEE SOUT 1 gt 2 MOIS INF 0 SUP 50 Param tres TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 2 MOIS INF 0 SUP 50 HAUTEUR DE REDUCTION REPRISE ETP MM INF 0 SUP 9999 KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK KKK KK KK KKK KKK KK KKK KKKKKKKKK Bassin des Ondes Avec Calage 2 me bassin VALEUR MAXIMALE OBSERVATIONS 5 VALEUR MINIMALE OBSERVATIONS 7 Or LARGEUR DU DESSIN CM 16 HAUTEUR DU DESSIN CM 10 KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KK TH TH TH TH KH TH TH KH TA KH TH EX XX KE A A I K NOMBRE D ANNEES DES SERIES DE DONNEES 5 Utilisation des m mes donn es climat NOMBRE ANNEES DEMARRAGE lt 0 POUR GENER 1 DATE DE LA PREMIERE ANNEE DES DONNEES 1963 VIII TITI TITI III III III III I II III III III II 0 IIIIIIIII III III II III II TATA I II I II VI 0 DEMARRAGE 0 EQUI OU PEF 1 NIV OU DEB 0 D marrage en amp quil av Pluie Effic NOMBRE MAXIMUM DES ITERATIONS 100 100 it rations pour calage des param DUREE DES PLUIES EN MOY PAR PAS 0 NB RESER SOUT 1 OU 2 3 DBLE SEUIL au OPTION 1 SI ETP MOYENNE CHAQUE ANNEE 0 COEF DE CORRECTION DES PLUIES 0 0 OPTIMISATION DU PARAO CAPACITE DE LA RESERVE SUPERF MM 15 5 0
47. RGM RP 52832 FR 67 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 5 Exemple d utilisation de GARDENIA Le bassin des Ondes 5 1 LE BASSIN DES ONDES D APR S LA TH SE DE F PERNEL 1990 La p riode de calcul commune aux diff rentes donn es correspond la p riode 1964 1968 a Pr cipitations ce sont des relev s d cadaires de la M t orologie nationale la station d Huparlac commune situ e sur la bordure sud du bassin versant Les donn es de 1963 ont t recueillies en outre pour initialiser le mod le fichier onde plu b vapotranspiration ETP est d cadaire calcul e de 1963 1968 par la m thode de Turc 1961 partir des donn es climatiques de la station de Millau fichier onde etp c D bits les d bits de 1964 1968 sont extraits de l annuaire de l Agence de Bassin Adour Garonne pour constituer des fichiers d cadaires fichier onde deb e Les param tres impos s du mod le Afin d obtenir un calage rapide et convenable de GARDENIA il convient d une part d initialiser les param tres du mod le avec des valeurs plausibles d autre part de diminuer le nombre de ceux qui doivent tre optimis s automatiquement Pour le cas tudi les param tres fix s sont la superficie qui est de 36 km et les corrections de pluie et d ETP fix es 0 e Critique des bilans calcul s La simulation a t effectu e sans correction de la pluie et de l ETP possibilit de
48. S INTENSITE DE PONDERATION O21 fe Fig 19 D finition ou modification des options de calcul e Type de calcul 0 D bits 1 Niveaux 0 simulation pluie d bit 1 simulation pluie niveau e S rie de D bits ou de Niveaux Observ s 0 absence de s quence de valeurs observ es extension de donn es 1 pr sence de s quence de valeurs observ es calage e Sauvegarde de la Pluie Efficace ou de la Recharge 0 pas de sauvegarde sur fichier 1 sauvegarde sur fichier de la Pluie Efficace calcul e fichier creapef out 2 sauvegarde sur fichier de la Recharge fichier crearech out e Sauvegarde des D bits ou Niveaux simul s 0 pas de sauvegarde sur fichier BRGM RP 52832 FR 45 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 1 stockage des valeurs calcul es d bits ou niveaux et mesur es sur fichier creasim out fichier texte et creasim prn fichier importable sous EXCEL e Impression du bilan 0 pas de stockage sur fichier 1 impression du bilan annuel 2 impression du bilan mensuel fichier bilmens out conseill e All gement du listing 0 dition d un listing complet d crivant l ensemble du processus de la simulation 1 dition d un listing all g suppression des d tails du processus de calage 2 pas d dition de listing e Sch ma hydrologique 0 sch ma Gard nia BRGM 1 sch ma GR4 CEMAGREF N B Les param tres du sch
49. S Valeurs minimales et maximales admises pour les 7 parametres concernant la prise en compte de la neige 88 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Bornes des Parametres Hydrologiques Deseiien I wo mn msi 1 00000E 03 15000 25000 Sm 1 00000E 03 os 0 1 00000E 03 Fig 4 Bornes des param tres physiques y compris les param tres de fonte de la neige BRGM RP 52832 FR 89 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation ANNEXE 2 Schema de fonctionnement du modele GARDENIA 91 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation EQUATIONS DE VIDANGE Le r servoir H est caract ris par un temps de demi vidange THG et par une hauteur caract ristique d coulement rapide RUIPER Les r servoirs G1 et G2 sont caract ris s chacun par un temps de demi vidange TG1 et TG2 Les quations de vidanges sont les suivantes en notant G1 et G2 les niveaux des r servoirs et tg1 et tg2 les constantes de temps de tarissement dGl Gl tgl 1 g 1 dG2 G2 tg2 2 g 2 dH al thg H thg RUIPER H 3 en notant tg1 TG1 Ln 2 tg2 TG2 Ln 2 Ln Logarithme N p rien R SERVOIRS G1 ET G2 Pour G1 et G2 la solution de l quation diff rentielle 1 ou 2 donne le niveau G t en fonction du temps G t Go e 9 4 soit G d Go e 9 la fin d un pas de temps de dur e d D a
50. S 0 369 1 484 1 671 1 066 0 64 0 47 0 409 0 448 1 267 0 524 0 156 0 974 0 947 0 564 1 116 0 632 0 921 1 02 1 443 1 779 0 228 0 203 0 196 0 313 0 853 1 462 0 431 0 272 0 074 0 053 1963 1967 23 8 26 8 37 7 48 5 21 3 33 8 20 9 9 3 31 7 65 4 45 5 48 35 17 48 77 32 1 4 8 0 2 6 7 2 29 8 8 2 17 6 2 9 31 9 66 8 58 3 0 9 76 3 39 8 25 2 5 5 65 6 119 6 82 4 12 4 3 35 3 8 45 6 2 4 38 5 49 3 9 74 6 74 2 17 57 21 5 46 9 14 6 46 9 38 6 21 5 4 6 1 8 47 8 90 9 34 3 30 1963 1967 0 15 3 15 1 12 3 40 8 46 1 41 5 50 1 18 9 12 3 6 5 10 6 10 8 13 5 14 5 6 5 45 3 46 3 54 3 56 2 12 7 8 6 9 3 4 2 2 9 0 9 4 26 7 50 5 42 8 42 7 42 8 13 3 9 8 5 3 3 3 10 2 12 2 14 6 16 44 4 47 8 33 9 43 6 10 6 6 2 8 2 3 10 9 10 9 16 1 15 8 47 8 47 7 52 8 56 9 13 5 6 7 10 6 8 1 LES ONDES 1963 1967 0 75 1 752 2 822 2 504 0 877 0 517 0 433 0 173 0 536 1 011 1 415 1 229 0 594 0 563 0 93 2 035 0 395 0 246 0 163 0 074 0 312 0 414 0 322 0 324 0 5 0 543 1 089 1 894 0 318 0 688 0 377 0 425 0 523 0 932 2 448 3 775 1 301 0 801 0 524 0 841 0 194 0 14 0 13 0 15 0 605 1 017 0 714 0 959 2 409 1 722 1 201 1 004 0 201 0 155 0 115 0 06 0 089 0 774 0 511 0 474 LES ONDES 1963 1967 0 75 1 752 2 822 2 504 0 877 0 517 0 433 0 173 0 536 1 011 1 415 1 229 0 594 0 563 0 93 2 035 0 395 0 246 0 163 0 074 0 312 0 414 0 322 0 324 0 5 0 543 1 089 1 894 0 318 0 688 0 377 0 425 0 523 0 932 2 448 3 775 1 301 0 801 0 524 0 841 0 194 0 14 0 13 0 15 0 605 1 017 0 714 0 959
51. U Fichier des debits onde plu 2 series DEBITS MOYENS DECADAIRES 1 0 0 WRRrROO ooro 1 0 0 WRRrROO 0 1 0 0 5 34 21 2 34 28 30 16 4 27 40 26 29 N Ui HA U1 WU W 0 3 30 2 16 5 46 27 2 36 27 23 32 1 26 19 amp N H H W B BOO 3 27 1 32 25 5 31 19 6 50 25 7 36 23 U HA U1 B O LO H I N L N amp W O 448 0 884 0 464 0 72 0 444 0 599 369 0 803 0 934 368 0 34 0 283 0 76 0 415 2 89 098 0 083 0 066 438 1 119 1 614 312 1 159 1 18 394 0 816 1 281 451 1 647 2 918 0 98 0 826 0 393 112 0 066 0 23 552 1 408 2 32 477 0 688 0 78 048 0 082 0 121 DEBITS MOYENS 448 0 884 0 464 0 72 0 444 0 599 369 0 803 0 934 368 0 34 0 283 0 76 0 415 2 89 098 0 083 0 066 438 1 119 1 614 312 1 159 1 18 394 0 816 1 281 451 1 647 2 918 0 98 0 826 0 393 112 0 066 0 23 552 1 408 2 32 477 0 688 0 78 048 0 082 0 121 0 30 8 18 NN HA N WW ON 0 ew oor eS U1 U1 W UT J H HA B Lo N N 42 17 44 23 6 56 13 13 64 39 45 58 95 3 2 PWARWNHWAATUUNOUOUE 5 3 38 21 1 8 4 41 12 50 13 6 44 13 2 34 19 N 0 U1 W WW 00 amp 0 369 1 484 1 671 1 066 0 64 0 47 0 409 0 448 1 267 0 524 0 156 0 974 0 947 0 564 1 116 0 632 0 921 1 02 1 443 1 779 0 228 0 203 0 196 0 313 0 853 1 462 0 431 0 272 0 074 0 053 DECADAIRE
52. age travers les deux ou trois r servoirs inf rieurs du mod le BRGW RP 52832 FR 19 20 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Modelisation Pluie Debit ECOULEMENT TOTAL Ecoulement Souterrain Surface du bassin versant w Stan pe oe eee r 1 brgm EVAPOTAANSPE TON PLUIE ETP rarere RUMAX d ficit maximal du sol RUIPER Hauteur d qui Ruissellement Percolation THG Temps percolation D bit Q Niveau Pi zom NP LA Q SURF EC Qo Percolation NP G S NB RECHARGE de la nappe Us Le coulement total DEBIT du cours d eau Fig 1 Sch ma de principe du mod le GARD NIA BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Pluie Evapotranspiration Neige ETP t t Reserve superficielle U Pluie efficace Reservoir intermediaire H Ecoulement rapide 1 Percolation Recharge Niveau nappe Reservoir souterrain Ecoulement lent G1 Fig 2 Schema le plus fr quent un seul r servoir souterrain Pluie Evapotranspiration Neige ETP t t Reserve superficielle U Pluie efficace Reservoir intermediaire Ecoulement rapide H Percolation Recharge R servoir souterrain Ecoulement lent 4 G1 Infiltration profonde R servoir souterrain Ecoulement tr s lent ge Fig 3 Sch ma complexe deux r servoirs souterrains BRGM RP 52832 FR 21 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation
53. air et la temp rature de la neige 28 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation DJOU mm C jour degr jour c est la hauteur d eau quivalente la quantit de la neige susceptible de fondre quotidiennement si le stock neigeux est suffisamment fourni sous l action d un exc s de temp rature de 1 C au dessus de TFONT FSOL 1 10 mm jour hauteur d eau quivalente la quantit de neige susceptible de fondre quotidiennement si le stock neigeux est suffisamment fourni sous l action des calories d gag es par le sol En outre deux autres param tres peuvent sur option tre optimis s par calage du mod le partir de l quation lin aire qui transforme Soit le niveau du r servoir souterrain du mod le en niveau pi zom trique observ soit la somme des vidanges des r servoirs du mod le en d bit observ l exutoire Comme expliqu plus haut ces deux param tres sont respectivement le coefficient d emmagasinement quivalent et le niveau de base local dans le cas de niveaux pi zom triques la surface du bassin versant et un d bit ext rieur constant ce d bit ext rieur constant est le plus souvent impos gal z ro dans le cas de d bits 2 6 CALAGE DU MOD LE ET ANALYSE DES R SULTATS 2 6 1 Proc dure g n rale Le calage du mod le se fait par une proc dure semi automatique L hydrologue juge de la qualit d
54. an d ensemble le mod le est alors utilisable pour des valuations de ressources l analyse du potentiel hydro lectrique etc mais il faudra noter que les statistiques de d bit des mois concern s ne seront pas bien valu es La s paration de l coulement entre ces diff rentes composantes doit tre v rifi e graphiquement Il faut faire attention l influence du pas de temps sur ces constantes de temps des donn es mensuelles decroitront en tiage avec des temps caract ristiques de l ordre de deux trois mois Mais au pas de temps journalier ce tarissement moyen appara tra comme la superposition de deux composantes l une relativement rapide l autre plus lente L encore de telles remarques ne mettent pas n cessairement en cause la fiabilit du mod le tout d pend de l utilisation On notera en particulier qu il est illusoire de croire mieux identifier le fonctionnement d un bassin sur trois ans de donn es journali res environ 1 000 valeurs que sur trois ans de donn es mensuelles 36 valeurs Dans le premier cas on identifie mieux les r actions rapides mais les variations lentes sont souvent cach es par la variabilit des ph nom nes rapides L introduction du m canisme de la fonte de la neige pr sente les m mes cueils le stockage neigeux ne sera correctement identifi que s il est observ plusieurs fois et conduit un effet sensible sur les d bits des mois concern s La r gle est do
55. artir de pr cipitations effectivement observ es prolong es par des sc narios de pr cipitations pr visionnels s cheresses p riodes de hautes eaux Enfin le logiciel GARD NIA version 6 0 est con u pour encha ner le traitement de plusieurs bassins avec des options communes Il constitue donc un outil tout particuli rement adapt aux synth ses r gionales pour lesquelles on d sire r aliser avec une certaine coh rence l analyse de plusieurs bassins versants BRGM RP 52832 FR 3 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Sommaire 1 Introduction An dagansetievees 9 2 Description du mod le GARDENIA rer 11 2 1 Principe de fonctionnement d un mod le hydrologique global 11 2 2 Domain s d application Aust en arena real an a 12 2 2 1 Application l extension de s ries de d bits d un bassin jaug 12 2 2 2 Application aux bassins non jaug s uussssneenennnssnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nennen 13 2 2 3 Application la pr vision 13 2 2 4 Exploitation ult rieure de s ries de d bits 13 2 3 Les donn es n cessaires l utilisation du mod le 13 2 3 1 La lame d eau sis DH ad ares nantes 14 2 3 2 L evapotranspiration potentielle ETP 14 2 3 3 La temp rature moyenne de l air 15 2 3 4 Les d bits l exutoire et les niveaux pi zom triques 15 2 4 Analyse et laboration des donn
56. as de temps mensuel Remarques 1 Lors de l utilisation du logiciel sur un nouveau bassin les options et param tres sont d finis par boites de dialogue Un fichier texte appel fichier des param tres est g n r en fin de calcul sous le nom g n rique crepara out Ce fichier pourra tre r utilis ventuellement apr s changement de nom et modification ventuelle 38 BRGW RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 2 Il est possible de traiter simultan ment plusieurs bassins la fois Les donn es de pluies des diff rents bassins seront plac es les unes apr s les autres dans un m me fichier de m me pour les fichiers d ETP de temp ratures et de d bits ou niveaux observ s 3 Dans le cas ou plusieurs bassins sont traiter il est possible d utiliser les m mes s ries de pluies et d ETP pour tous les bassins condition que les p riodes d observation soient identiques 3 3 D ROULEMENT D UNE SIMULATION Une simulation se d roule en affichant successivement diff rentes boites de dialogue fig 10 La description de celles ci est indiqu e dans les paragraphes suivants pour un exemple de simulation relativement complet Gardenia ojx Fichier lt Entr e gt gt Projet Bissaug rga Z Fig 10 D but d une simulation avec le code GARD NIA 3 3 1 R utilisation d un fichier projet pour refaire un calcul identique Si on a d j fait un cal
57. balement Cette correction ne devrait pas d passer plus ou moins 3 degr s sauf si la station est vraiment loign e du bassin Valeur de d part conseill e 0 C Optimisation oui e RETENTION DE LA NEIGE Quand la neige fond ou re oit de la pluie sa surface sup rieure une partie de cette eau liquide est retenue par capillarit Cette r tention est proportionnelle la hauteur de neige si on suppose une densit peu pr s constante ce qui n est bien entendu qu une approximation La r tention dans la neige est donc exprim e en Valeur de d part conseill e 5 Optimisation ventuellement e EVAPORATION DE LA NEIGE Quand l evapotranspiration potentielle n est pas satisfaite par les pr cipitations le restant peut tre pr lev la neige par sublimation Cependant le taux d evaporation n est pas le m me pour l eau dans la r serve du sol ou dans la neige Ce coefficient est donc un coefficient correcteur Un coefficient correcteur de 20 par exemple indique que l vapotranspiration potentielle quand elle est appliqu e la neige doit tre augment e de 20 Valeur de d part conseill e 0 Optimisation non pour les premiers passages e COEF DE FONTE PAR LA PLUIE La fonte th orique par les calories de la pluie FONTP est d finie par FONTP PN TEMP 80 avec PN pluie nette TEMP temp rature 80 chaleur latente pour faire fondre 1 gramme de glace
58. cadaire Mensuel Pas de Temps X DONNEES DE PLUIE DONNEES DE TEMPERATURE ur DONNEESD ETP oumalier D DONNEES D OBSERYAT Joumalier ll nnuare 2 Sequentiel Annuaire Excel Date Fig 20 D finition des dur es des pas de temps et des formats de fichiers associ s Remarque En plus des donn es de pluies d ETP et de d bits ou de niveaux observations des donn es de temp ratures doivent tre introduites si on a choisi auparavant la prise en compte de la fonte de la neige cf premier param tre de l cran pr options Les param tres intervenant dans la prise en compte de la fonte de la neige seront d crits plus bas BRGM RP 52832 FR 47 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Message Oix 9 Nom du Bassin simule Niveau La Bissaugerie m NGF STOP Message ME E i NOM du FICHIER des PARAMETRES lu Bissaug gar NOM du FICHIER des PLUIES lu Pluvio_Plets_1986 PLU NOM du FICHIER des ETP lu 3F_Allong_1986 ETP NOM du FICHIER des TEMPERAT lu NOM du FICHIER Niveaux lu Bissaugerie niy STOP Fig 21 D but des calculs et contr le des fichiers lus 3 3 8 Param tres g n raux fig 22 et 23 e Valeur maximale des observations e Valeur minimale des observations Ce sont les valeurs extr mes des donn es d observations d bits ou niveaux qui seront prises en compte a la fois pour les calculs Dans le cas d un
59. calage automatique les observations ext rieures a cet intervalle seront ignor es 48 BRGM RP 52832 FR Parametres G n raux x Fig 22 D finition de la plage des observations prendre en compte Logiciel GARD NIA version 6 0 Guide d utilisation va 150 1200 7600 7000 Parametres G n raux Val OMBRE D ANNEES DES SERIES DE DONNEES 1 4 E EMARRAGE 0 EQUI OU PEF 1 NlY OU DEB PTION 1 I ETP MOYENNE CHAQUE ANNEE M on D n g Fig 23 D finition ou modification des param tres g n raux nombre d ann es nombre d it rations nombre de r servoirs etc BRGM RP 52832 FR 49 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation e Largeur du dessin e Hauteur du dessin Dimensions du dessin en cm sur l cran Seul le rapport hauteur largeur est conserv le dessin remplit tout l cran e Nombre d ann es de donn es pour les s ries de donn es climatiques et les s ries de donn es d observations Ce nombre d ann es doit tre le m me pour toutes les donn es pluie vapotranspiration potentielle ETP d bit ou niveau observ temp rature Cas particulier Si le nombre d ann es est n gatif et que l on simule plusieurs bassins les s ries de pluie et d vapotranspiration potentielle du premier bassin seront utilis es pour tous les bassins s il y a cinq ans de donn es par exemple on donnera alors 5 comme r ponse e Nombre d ann es de
60. ce pour laquelle le mod le se met en quilibre sur toute la p riode d observation des pluies si cette Valeur est gale 0 le mod le se met en quilibre sur toute la p riode partir des donn es de pluies et d ETP Si l option d marrage du paragraphe Param tres g n raux est gale a 1 niveau ou d bits la valeur de d marrage correspond au niveau ou au d bit de d marrage 3 3 10 Bornes des param tres Valeurs minimales et maximales admises pour les 9 param tres hydrologiques et les 7 param tres de fonte de la neige dans le cas o ces param tres sont optimiser Ces valeurs ne sont d finies que pour le bassin n 1 fig 25 Si on simule plusieurs bassins avec un seul jeu de param tres les bornes des param tres utilis es dans les calculs seront celles du bassin n 1 Bornes des Parametres Hydrologiques x om D va m ms TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 1 MOIS Fig 25 D finition ou modification des bornes des param tres physiques uniquement pour le premier bassin 58 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 3 3 11 Lecture des donn es calcul Le logiciel effectue la lecture des fichiers de donn es entr es Le calcul commence alors avec l affichage du nombre d it rations et du coefficient d ajustement au fur et mesure des am liorations fig 26 Message BE 9 Passage final Iteration No 251
61. cul les noms des fichiers lire ont t enregistr s dans un fichier projet de nom par d faut garcoman rga On peut alors r aliser un passage identique avec par exemple d autres fichiers de donn es ou bien r aliser un compl ment de calage Il suffit pour cela de changer l diteur de texte ces noms de fichiers dans le fichier projet rga BRGM RP 52832 FR 39 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation On peut r utiliser un fichier projet par le menu Fichier gt Ouvrir ou bien en activant un des six fichiers r cents affich s fig 11 IG Gardenia Fichier Fig 11 Menu Fichier Nouveau Ouvrir Fermer R cents 3 3 2 Cr ation d un nouveau projet D finition du dossier du nouveau projet fig 12 et 13 Dossier pour le nouveau projet Eg GARDENIAG Fig 12 Nouveau projet Fichier de Parametres Fig 13 Cr ation d un fichier de param tres gar ou bien r utilisation d un fichier existant 40 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Lors de la cr ation d un nouveau projet soit l utilisateur ne dispose pas d un fichier de param tres d j constitu il devra donner en interactif les valeurs de toutes les options et de tous les param tres ce qui peut tre assez long mais est n cessaire pour une premi re utilisation Le logiciel demande alors le nom du fichier dans lequel seront
62. cul sera le pas de temps le plus fin c est a dire celui de la pluie 2 3 4 Les d bits l exutoire et les niveaux pi zom triques Ces donn es peuvent pr senter des lacunes et ne sont pas n cessaires dans le cas de l utilisation de GARDENIA sans calage Les d bits sont en m s Les niveaux de nappe sont en m tres g n ralement en m NGF Nivellement G n ral de la France cependant tout autre rep re de niveau est acceptable On notera cependant qu il s agit de niveaux et non de profondeurs en l absence de nivellement on pourrait cependant utiliser l oppos de la profondeur c est dire par exemple 23 7 pour une profondeur de 23 7 m BRGW RP 52832 FR 15 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Pour un calage sur des niveaux de nappe il faut s assurer que le pi zom tre pris en compte n est pas trop pr s d un cours d eau car l influence de ce dernier pourrait masquer les variations de niveau de la nappe dans le pi zom tre 2 4 ANALYSE ET LABORATION DES DONN ES Les donn es d entr e du mod le lame d eau ETP d bits mesur s ou niveaux pi zom triques doivent tre analys es et labor es partir d informations fournies par des mesures ponctuelles souvent incompl tes 2 4 1 Analyse des pluies Plusieurs d marches d analyse des donn es existantes sont possibles Nous distinguerons deux cas tude rapide d un bassin pas de temps mensuel pour toutes les donn es
63. d bit de la composante tr s lente soit divis par deux Ce temps de demi tarissement doit tre de pr f rence au moins gal au temps de tarissement de la composante lente Valeurs de d part conseill es 3 5 mois pour un calcul de d bit 4 8 mois pour un calcul de niveau de nappe libre BRGW RP 52832 FR 55 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Optimisation conseillee N B Il convient de veiller ce que ce param tre n atteigne pas de valeurs trop lev es 30 ou 50 mois sinon il faut disposer d une longue p riode de calage et d une longue p riode de d marrage pour viter les difficult s dues une tr s grande inertie Ce param tre n a pas d action si on a la fois une simulation pluie debits un sch ma avec deux r servoirs souterrains G1 G2 option 2 une perte du d bit tr s lent option 3 valeur 1 de la boite de dialogue Pr options e Hauteur de r duction de la reprise par ETP mm non repr sent sur la boite de dialogue de l exemple pr sent Ce param tre joue un peu le m me r le que le param tre RUIPER mais en consid rant l ETP N B Ce param tre est d utilisation d licate il est conseill de ne pas l utiliser sauf cas exceptionnel e Niveau de base ou D bit ext rieur Suivant le type de simulation choisi pluie niveau ou pluie d bit ce param tre a une signification diff rente Pour un calcul de niveau de nappe
64. e n fois l coulement rapide Ce param tre est not RUIPER Remarque Pour un calcul de niveau il faut tre assez prudent pour viter que la majeure partie des pr cipitations efficaces ne soit vacu e en coulement rapide coulement superficiel la faible composante lente composante souterraine tant compens e par un fort coefficient d amplitude faible coefficient d emmagasinement apparent Valeur de d part conseill e 70 mm difficile pr ciser peut atteindre 500 mm ou davantage Optimisation conseill e e Temps de demi montee Percolation mois C est le temps caract risant la vitesse de r ponse entre une pluie efficace et un accroissement de la composante lente du d bit Ce temps est exprim en mois Valeurs de d part conseill es 0 5 mois pour un calcul de d bit 1 5 mois pour un calcul de niveau de nappe libre Optimisation conseill e 54 BRGW RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Temps de demi tarissement souterrain 1 mois Temps de demi tarissement de la composante lente en mois C est le temps au bout duquel en l absence de recharge le d bit de la composante lente est divis par deux Valeurs de d part conseill es 2 mois pour un calcul de d bit 3 8 mois pour un calcul de niveau de nappe libre Optimisation conseill e Temps de demi mont e souterrain 1 gt 2 mois non repr sent sur la boite de dia
65. e bassin versant Dans ces cas il peut tre utile de laisser le mod le calculer la superficie la plus appropri e II convient de remarquer cependant qu il est dangereux de laisser calculer au mod le la fois un coefficient sur les pluies un coefficient sur ETP la superficie du bassin versant En effet on montre que si on multiplie par un facteur k la fois la pluie l ETP la r serve utile on obtient une pluie efficace multipli e par k et en multipliant le seuil de s paration par k on obtient souvent un d bit quasi quivalent en divisant la superficie du bassin versant par le facteur k Il faut donc imposer les param tres les mieux connus par exemple pas de correction sur les pluies et optimiser la surface cas d une source ou bien le BRGM RP 52832 FR 57 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation contraire bassin de superficie connue mais stations pluviometriques peu repr sentatives ou bien des altitudes vari es Valeur standard superficie mesure amp e Optimisation non conseill e e Valeur de d marrage pl effic annuelle niveau d bit Cette valeur de d marrage d pend du param tre choisi pour l es ann e s de d marrage d finie s dans le paragraphe Param tres G n raux Si l option d marrage du paragraphe Param tres g n raux est gale 0 Pluie Efficace ou Equilibre la valeur de d marrage correspond la pluie effica
66. ement et QG1 e Le r servoir souterrain lent G2 facultatif Ce r servoir quand il existe repr sente un aquif re profond ou une partie inf rieure de l aquifere Il est aliment en eau par le r servoir souterrain G1 il est vidange uniquement sous forme de d bit tr s lent QG2 Un tel d bit QG2 est parfois n cessaire pour repr senter une composante tr s lente dans un coulement fig 8 Il est possible sur option de d cider que ce d bit tr s lent QG2 s infiltre vers des horizons plus profonds non contr l s par les mesures l exutoire Cette option peut tre int ressante pour tenir compte d un d bit de perte par infiltration vers un horizon profond qui est donc variable au cours du temps Il faut cependant tre conscient que ce d bit ne peut g n ralement pas tre estim directement et il faudra v rifier que les valeurs calcul es par le mod le sont plausibles BRGM RP 52832 FR 25 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Infiltration profonde ALIMG2 t R servoir souterrain profond coulement tr s lent OG2 G2 Fig 8 Sch ma du r servoir G2 e Le r servoir souterrain G deux exutoires Il est parfois plus avantageux d utiliser un seul r servoir G deux exutoires s par s par un seuil fig 9 Un tel r servoir simule par exemple la mise en service d une deuxi me sortie quand le niveau d eau d passe un seuil Il peut galement simuler une cote de d borde
67. emp rature et d insolation ventuellement des donn es d humidit relative BRGM RP 52832 FR 79 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Nom du fichier des Dur es d Insolation Regarder dans Examples j c Insol dat Nom du fichier Type des fichiers Insolation 7 Annuler Fig 41 Logiciel ETPTURC definition des fichiers de donn es dur e d insolation temp rature moyenne et humidit relative Les ETP mensuelles calcul es sont dit es dans le fichier de nom etp dat Elles sont exprim es en mm mois Si des d tails sur listing ont t demand s le d tail des calculs figure en clair dans le fichier de nom etpturc txt Exemple de fichier d Insolation mensuelle heures par mois Commune Localit INSOLATION 2005 2007 latit 49 deg UNITE h mois 73 49 84 134 218 211 279 187 181 83 90 48 2005 59 64 92 162 219 185 180 209 204 134 96 71 2006 71 115 89 158 134 187 180 238 154 89 79 45 2007 Exemple de fichier de temp rature mensuelle moyennes C Commune Localit TEMPERATURE 2005 2007 latit 49 deg UNITE Degr s 1 5 3 6 6 5 8 7 12 2 15 9 17 8 16 9 15 4 12 1 6 3 6 2005 1 2 6 4 5 9 8 6 12 14 9 16 3 18 5 16 7 10 5 4 8 2 2 2006 3 3 2 2 9 8 9 8 12 5 15 2 17 6 18 5 16 1 11 6 8 4 1 2007 Fichier etp dat d ETP mensuelle calcul e Situation Localit ETP mensuelle Calcul e UNITE mm mois 0 11 2 28 3 50 6 85 8 101 3 119 9 85 6 69 8 33 7 17 7 12 3 2005 3 7 18 7 27 3 54
68. en compte la fonte de la neige Le logiciel GARDENIA est exploit de fa on courante pour l extension de donn es tant dans l espace que dans le temps II permet les fonctionnalit s suivantes g n ration de longues s ries de d bits ou de niveaux pi zom triques partir d historiques de pluies apr s calage pr alable sur une p riode relativement courte analyse de coh rence entre observations climatiques et observations de d bits ou de niveaux pi zom triques analyse des diff rents termes du cycle hydrologique infiltration vapotranspiration coulement Dans la pratique il permet d analyser le fonctionnement hydrologique d un bassin versant d tendre des donn es de d bit ou de niveau Il peut ainsi aider au dimensionnement de diff rents types d ouvrages barrages ou am nagements parkings champs de captage en rivi re micro centrales lectriques etc En effet le mod le une fois cal est en mesure de reconstituer pour un bassin versant donn les d bits d une rivi re ou d une source ou le niveau pi zom trique d une nappe durant une p riode pendant laquelle on ne poss de pas de mesures de simuler au choix des d bits r sultant de p riodes de s cheresse d bits d etiage ou dimensionnement de barrage ou de s quences de pr cipitations exceptionnelles dimensionnement de fondations de parkings des niveaux pi zom triques ponctuels de nappe p
69. en une s rie observ e ou bien une s rie g n r e par tirages au hasard apr s avoir identifi la structure du processus statistique r gissant ces pluies Pourquoi ne pas tendre directement les s ries de d bits partir de leurs propres caract ristiques statistiques C est essentiellement parce que le processus des pluies pr sente une m moire tr s courte contrairement aux d bits Pour un pas de temps mensuel par exemple il est tout fait licite dans la plupart des climats de g n rer des pluies par des tirages au 12 BRGIWRP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation hasard ind pendants dans les lois de distribution des pluies de chaque mois En revanche une telle proc dure serait souvent erron e pour des d bits et presque toujours pour des niveaux pi zom triques 2 2 2 Application aux bassins non jaug s L utilisation de formules de transposition r gionales pour valuer les param tres a utiliser pour un bassin non jaug est une application envisager avec prudence Il est en effet n cessaire de disposer d un large chantillon de calages sur des bassins de la m me r gion D autre part il est fr quent qu il existe une corr lation num rique entre l influence de plusieurs param tres Le calage consiste en un ensemble de param tres coh rents entre eux qu il serait dangereux de dissocier Il vaut mieux utiliser le jeu de param tres complet d un bassin voisin ou simi
70. ent un coefficient d emmagasinement de nappe libre ou une valeur de porosit efficace pour voir si l ordre de grandeur est peu pr s identique Il faut cependant garder l esprit que si le point d observation du niveau est proche d un cours d eau ou d un lac qui impose un niveau peu variable le coefficient d emmagasinement apparent sera consid rablement sup rieur au coefficient d emmagasinement en nappe libre r el de l aquifere Il faut galement veiller ce que le coefficient d emmagasinement apparent calcul ne soit pas extr mement faible pour compenser artificiellement le fait que le mod le a vacu la majorit de l coulement sous forme d coulement rapide superficiel Valeur de d part Valeur estim e sans importance Optimisation conseill e Il convient dans la grande majorit des cas de laisser le mod le calculer ce coefficient Pour un calcul de d bit c est la superficie du bassin versant SURF en km Cette superficie est g n ralement la superficie du bassin versant telle qu elle est d termin e partir d une carte topographique La valeur de ce param tre doit alors tre impos e cette valeur mesur e Cependant dans un certain nombre de cas cette superficie est inconnue ou mal connue savoir bassin d alimentation d une source exutoire ne contr lant qu une partie du bassin versant exutoires multiples parties endor iques dans l
71. es vraies et les fausses ann es de d marrage Exemple 3 Avec les donn es pr c dentes observations de d bits ou de niveaux de pluies d ETP et de temp rature sur les quatre ann es de la p riode 1975 1978 on rassemble galement les donn es climatiques de l ann e 1974 on cr e une ann e fictive de d bits ou de niveaux avec des valeurs gales 2 ou 9999 selon le cas et on indique par exemple 3 ann es de d marrage Les ann es 1971 1973 seront alors cr es automatiquement Il y aura alors au total cinq ann es d observations c est dire cinq ann es de donn es r elles et 3 ann es de d marrage e Numero de la premi re ann e de simulation C est le num ro de la premi re ann e des fichiers de donn es d observations et des fichiers de donn es climatiques par exemple 2006 si la premi re ann e est l ann e 2006 e D marrage 0 qui ou pef 1 niveau ou d bit L o les ann es de d marrage peuvent tre construites de telle fa on qu elles correspondent 0 gt quilibre avec une pluie efficace donn e 1 gt niveau ou d bit de d marrage impos BRGW RP 52832 FR 51 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation La valeur de la pluie efficace du niveau ou du d bit selon le cas sera pr cis e dans la boite de dialogue des param tres physiques par le param tre Valeur de d marrage pl effic annuelle niveau d bit Avec l option 0 pl
72. ficient de Correction des Pluies C est un coefficient de correction homoth tique des pluies en pourcentage toutes les pluies de tous les mois sont corrig es globalement d un m me pourcentage Exemple Valeur de d part conseill e 0 N B Une valeur gale 15 signifie 15 c est dire multiplication de toutes les pluies par 1 15 BRGM RP 52832 FR 53 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Optimisation non conseill e sauf si les pluies exactes sont mal connues en r gion montagneuse par exemple N B Sur le fichier g n r la notation est la suivante 0 non optimis 1 optimis e Capacit de la R serve Superficielle mm Valeur de d part conseill e 70 mm Optimisation conseill e e Coefficient de Correction de l ETP C est un coefficient de correction homoth tique de ETP en pourcentage toutes les ETP de tous les mois sont corrig es globalement d un m me pourcentage Valeur de d part conseill e 0 Optimisation conseill e e Hauteur de R partition Ruissellement Percolation mm C est la hauteur d gale r partition entre coulement rapide ruissellement et percolation alimentant l coulement lent Quand le niveau dans le r servoir interm diaire est gal n fois cette hauteur l coulement rapide instantan est gal n fois la percolation R ciproquement quand le niveau est gal 1 n fois cette hauteur la percolation est gal
73. i l on a de bonnes raisons d valuer la r serve agronomique 80 mm En revanche trouver une surface de bassin versant de 50 km pour un bassin dont on estime la surface 35 km n est pas acceptable si l on consid re que l on conna t bien la surface du bassin versant ce qui est tr s souvent le cas il n y a aucune raison de laisser le mod le optimiser ce param tre m me si l on obtient alors une simulation plus satisfaisante sauf dans quelques cas particuliers d extension de donn es Le nombre de param tres qu on laisse optimiser doit tre le plus faible possible en effet pour des raisons dimensionnelles il peut parfois arriver que plusieurs jeux de param tres produisent des simulations quasi quivalentes non unicit du calage Ce risque de compensation des param tres est diminu quand on n optimise qu un faible nombre de param tres En effet si l on multiplie les pluies les ETP les seuils par un m me facteur on obtiendra une simulation identique pour une surface divis e par ce m me facteur condition que la composante rapide non lin aire soit peu importante il est donc inutile de modifier ces param tres simultan ment d autant plus qu il est extr mement rare qu ils soient tous galement incertains La proc dure de calage est en g n ral la suivante fixer les param tres les mieux connus surface d bit ext rieur et optimiser les autres lib rer sous contrainte
74. iel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation L analyse de ces r sultats comporte diff rents aspects examen graphique qualit de reconstitution diff rentes p riodes hautes eaux basses eaux analyse des bilans ann e par ann e examen des param tres obtenus et de leur vraisemblance analyse des essais successifs par le mod le l issue de cet examen l utilisateur peut intervenir sur des s ries de donn es un mod le est en effet un excellent outil d analyse conjointe des donn es de pluies et de d bits ou de niveaux on peut tre amen changer de poste pluviom trique ou recalculer la lame d eau choisir un nouveau jeu de param tres et modifier les options d optimisation param tres faire varier contraintes sur les variations changer le sch ma de mod lisation les mod les fournissent des simulations repr sentant le fonctionnement d un sch ma hydrologique donn Il est tout fait possible que le sch ma choisi ne repr sente pas le fonctionnement r el de fa on satisfaisante On peut alors en particulier avec le mod le GARD NIA choisir de nouvelles options de sch ma hydrologique introduction d un r servoir suppl mentaire d un seuil suppression d une composante d coulement intervention de la gestion d un stock de neige Le choix d un pas de temps de simulation diff rent peut galement tre envisag pour viter des difficult s de
75. ien Non calcul normal cas g n ral O ou Y Oui analyse de sensibilite Dans ce cas des simulations sont effectu es sans it rations en consid rant diff rentes valeurs de deux param tres choisis par l utilisateur Le choix de ces deux param tres s effectue au niveau des param tres physiques en indiquant une optimisation 1 pour les deux param tres choisis et Valeur d optimisation 0 pour les autres param tres L utilisateur pr cise normalement la valeur centrale de chacun des deux param tres s lectionn s dans la boite de dialogue des param tres physiques Lors de l ex cution de GARDENIA il sera demand l utilisateur d indiquer la demi amplitude de variation de part et d autre de la valeur centrale de chacun des param tres BRGW RP 52832 FR 43 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Les simulations effectu es correspondront alors aux valeurs choisies des param tres pr sentant onze valeurs entre ses bornes de variations soit 11 x 11 121 simulations Exemple Valeur Demi en Bornes de variations centrale amplitude 10 30 11 valeurs 30 70 11 valeurs L ensemble des 121 coefficients d ajustement est stock dans un fichier de nom sensibil out Ce fichier permet l analyse des relations entre les deux param tres choisis et le dessin de courbes d isovaleurs pour le coefficient d ajustement e Examen des param tres apr s lecture
76. ir lu ce manuel et utilis GARD NIA vous souhaitez contacter le BRGM pour des remarques des questions ou des suggestions vous pouvez envoyer un courrier l adresse suivante Logiciel GARD NIA BRGM Service EAU M2H BP 6009 45060 Orl ans Cedex 2 France 3 1 2 Caract ristiques et configuration du mat riel n cessaire Le logiciel GARD NIA a t con u pour fonctionner sur tout micro ordinateur fonctionnant sous Microsoft Windows NT4 service pack 6 Windows 2000 ou Windows XP pr sentant les caract ristiques suivantes un lecteur de CD une capacit de m moire RAM de 128 Mo minimum 256 souhait pour Windows XP L espace n cessaire sur le disque dur doit tre d au moins 16 Mo pour l installation compl te de GARDENIA avec la documentation 3 1 3 Proc dure d installation La proc dure d installation de GARDENIA se r alise de la mani re suivante a D marrage automatique Autorun BRGM RP 52832 FR 37 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation b Si le d marrage ne s effectue pas automatiquement ouvrir le poste de travail double cliquer sur l unit logique du lecteur de CD par exemple D ou E puis double cliquer sur le fichier Setup exe 3 1 4 Ex cution Une fois l installation termin e le lancement du logiciel se fait partir du menu D marrer Il est galement possible de placer sur le Bureau de Windows un raccourci de l ex cutable Gardenia exe qui
77. laire 2 2 3 Application la pr vision En simulant un certain nombre une cinquantaine de sc narios d volution partir d une date donn e il est possible d en effectuer des statistiques cela conduit une valuation probabiliste des d bits auxquels on peut s attendre pour une dur e de l ordre de grandeur du temps de m moire du syst me hydrologique plus longue ch ance le dernier tat observ n a plus d influence r elle sur ces d bits 2 2 4 Exploitation ult rieure de s ries de d bits Les s ries de d bits g n r es par un mod le peuvent ensuite tre utilis es pour valuer les ressources en eau disponibles en cas de s cheresse d occurrence rare alimentation en eau potable irrigation etc pour dimensionner des micro centrales ou des barrages r servoirs par la simulation de la gestion de ceux ci en temps r el sur une s rie chronologique pour mettre au point un syst me de gestion de ces quipements en utilisant les possiblit s de pr vision pour am liorer les performances de la gestion 2 3 LES DONN ES N CESSAIRES L UTILISATION DU MOD LE Il faut disposer des donn es suivantes une s rie continue de pr cipitations lames d eau une s rie continue d evapotranspirations potentielles ETP qui peut tre calcul e partir d une s rie continue d insolations et de temp ratures de l air et ventuellement d humidites relatives Voir chapitre
78. le GARDENIA Les chapitres suivants vont pr ciser les m canismes de fonctionnement du mod le GARDENIA en examinant successivement le principe de fonctionnement d un mod le hydrologique global le domaine d application de GARDENIA les donn es n cessaires son utilisation l analyse et l laboration de ces donn es les sch mas de fonctionnement L utilisateur d j familier avec ces notions peut se reporter directement au chapitre Notice d utilisation du code GARDENIA Il est cependant vivement conseill de lire avec soin le chapitre Conseils d utilisation 2 1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D UN MOD LE HYDROLOGIQUE GLOBAL Un mod le hydrologique global simule par une succession de r servoirs les principaux m canismes du cycle de l eau dans un bassin versant pluie vapotranspiration infiltration coulement Les transferts d un r servoir a l autre sont r gis par des lois simples qui sont particuli res chaque r servoir ces lois sont contr l es par les param tres des mod les r serve utile temps de transferts seuils de d bordement etc En raison du caract re global de cette sch matisation et de la complexit du syst me hydrologique r el ces param tres ne peuvent tre d duits a priori des caract ristiques physiographiques ponctuelles du bassin versant g ologie couverture v g tale etc Ils doivent donc tre valu s soit par ajustement calage
79. logue de l exemple consid r Si on a choisi dans les Param tres G n raux un sch ma un seul r servoir G option 1 cas g n ral ce param tre n est pas utilis c est le cas de l exemple pr sent Si on a choisi dans les Param tres G n raux un sch ma deux r servoirs G1 et G2 option 2 ce param tre indique le temps de demi transfert du r servoir souterrain lent vers le r servoir souterrain tr s lent Il est exprim en mois Valeur de d part conseill e 1 mois Optimisation conseill e Si on a choisi dans les Param tres G n raux un sch ma avec un r servoir G avec deux exutoires s par s par un seuil option 3 ce param tre indique le seuil au dessus duquel apparait le d bit lent 1 Valeur de d part conseill e 50 mm Optimisation conseill e Temps de demi tarissement souterrain 2 mois non repr sent sur la boite de dialogue de l exemple consid r Si on a choisi dans les Param tres G n raux un sch ma un seul r servoir G option 1 cas g n ral ce param tre n est pas utilis c est le cas de l exemple pr sent Si on a choisi dans les Param tres G n raux un sch ma avec deux composantes lentes deux r servoirs G1 et G2 ou bien r servoir double ce param tre est le temps de demi tarissement de la composante tr s lente c est a dire le temps n cessaire pour qu en l absence d alimentation du r servoir correspondant le
80. m tres de la fonte de la neige e 1 Prise en compte de la neige e 2 G n ration des param tres de neige L cran Param tres Physiques s affiche alors avec suppl mentaires concernant la prise en compte de la neige OER DE CORRECTION DESPLUES Fr 0000 On IAPACITEDELARESERVESUPERF MM 70000 os fP OER De CORRECTION DE Lete Py 00000 om HAUTEUR DE REPARTITION PUIS PERCOL ME 15000 Omi fF TEMPSDEDEMIMONTEEPERCOL MORE 02000 On fr TEMPS DE DEMI TARISSEMENT SOUT 1 MOIS 60000 os fF CONS DE CORRECTION DES TEMPERATURESIO 00000 Opi fol RETENTIONDELANEIGE 4 sooo om EVAPORATIONDELANEGE 0 0000 or COEF DEFONTEPARLAPLUE pa 00000 oni SEUIL DE FONTE NATURELLE EG oom om Pr CONS DE FONTE _MMDEG AOUR 40001 Om Pr FONTE PARLE SOL 70 MMAQUR 5000 om Pr DEBIT EXTERIEUR M3 S 0 0000 Opti I SURFACE DU BASSIN VERSANT KM3 3000 om f VAL DEMARRAGE PEFFANNDELLEANVADER 76000 om Pr des parametres Parametres Hydrologiques x Description va Fig 3 Param tres physiques y compris les param tres de fonte de la neige 86 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation e CONST DE CORRECTION DES TEMPERATURES Coefficient de correction de temp rature positive ou n gative en C La temp rature de lair n tant pas toujours connue exactement sur le bassin on applique une correction constante un d calage pour la corriger glo
81. me d eau peut se calculer par une des m thodes d interpolation suivantes moyenne arithm tique polygones de Thiessen autres pond rations arbitraires avec ou sans correction des diff rences d altitude entre bassin et poste pluviom trique analyse en composantes principales krigeage Si plusieurs postes pluviom triques sont disponibles il est conseill de tous les utiliser pour l analyse et la critique des donn es Ensuite on choisira un syst me de pond ration qui r duira l influence des erreurs al atoires pouvant affecter certains postes 2 3 2 L amp vapotranspiration potentielle ETP La valeur utilis e est g n ralement celle qui est calcul e par la formule mensuelle de Turc 1961 ou de Penman partir des donn es mensuelles d insolation de temp rature et ventuellement d humidit relative de l air Le logiciel ETPTURC dont l utilisation est d crite plus loin permet de calculer facilement l evapotranspiration potentielle mensuelle d apr s la formule de Turc Toute autre m thode de calcul peut bien entendu tre utilis e L ETP doit tre donn e au mod le en mm pas de temps par exemple en mm mois si le pas de temps choisi est le pas de temps mensuel 14 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Des mesures sur le terrain r alis es l aide de bacs ou d evaporomt amp tres sont parfois disponibles mais rarement d taill es Elles n
82. ment ou bien simplement repr senter le fait qu une courbe de tarissement descende plus rapidement au d but quand les deux exutoires d bitent simultan ment qu la fin quand seul l exutoire le plus profond est en service Cette configuration est particuli rement int ressante pour la simulation des niveaux aquif res dans les pi zom tres Percolation Recharge Niveau nappe R servoir souterrain double G1 coulement lent QG1 Ecoulement tr s lent QG2 Fig 9 Sch ma d un r servoir G a deux exutoires Un tel r servoir qui remplace le r servoir G1 et l ventuel r servoir G2 produit donc suivant le cas un ou deux d bits par lesquels il se vidange QG2 G dt TG2 QG1 G SEUIL dt TG1 si G est sup rieur au SEUIL QG1 0 si G est inf rieur ou gal au SEUIL Comme pour le r servoir G2 il est possible de d cider sur option que le d bit QG2 s infiltre et n est pas contr l par les mesures l exutoire 26 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 2 5 4 Les s ries calcul es par le mod le Deux cas sont possibles suivant l utilisation attendue du mod le sion s int resse au d bit Q l exutoire du bassin versant le mod le calculera Q QH QG1 QG2 cas g n ral ou bien s il a t d cid que le d bit tr s lent QG2 s infiltre et n est pas contr l par l exutoire du bassin ou bien n existe pas
83. mme li au niveau pi zom trique par une relation lin aire quel que soit le type du syst me aquif re Le coefficient d emmagasinement joue alors le r le de facteur d amplitude comme la surface du bassin versant dans le cas d un calcul de d bit N anmoins les simulations de niveaux posent quelques difficult s particuli res le coefficient d emmagasinement n est pas connu m me en ordre de grandeur comme l est g n ralement la surface du bassin versant En effet il s agit d un coefficient d influence globale des fluctuations de stock sur un niveau pi zom trique particulier Ce coefficient d influence ne serait gal au coefficient d emmagasinement moyen de la nappe que si le point d observation tait situ loin de tout cours d eau Ce coefficient ne peut donc pas tre reli ais ment des interpr tations de pompages d essai dont la validit reste locale et qui tr s souvent sont r alis s sur 34 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation de courtes p riodes et peuvent donner un coefficient d emmagasinement de nappe captive Le coefficient d emmagasinement de GARD NIA correspond plus des variations de niveaux sur des p riodes beaucoup plus longues et le type de coefficient d emmagasinement prendre en compte est celui d une nappe libre Par ailleurs le coefficient d emmagasinement au sens traditionnel est le plus souvent d fini avec une pr cision tr s i
84. nc qu un mod le peut tre consid r comme correctement ajust quand toutes ses composantes ont fonctionn plusieurs fois en conduisant des effets notables et corrects sur les simulations e Interpretation du bilan Un mod le n est jamais au mieux qu une repr sentation acceptable de la relation entre ses entr es et ses sorties Il est donc toujours p rilleux d aller chercher dans son m canisme interne un flux ou un stock particulier et de l identifier un flux ou un stock physique du syst me Le fait qu il existe 300 mm dans un r servoir souterrain pour un BRGW RP 52832 FR 33 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation bassin versant de 100 km ne doit pas tre interpr t en disant que les r serves souterraines repr sentent 30 millions de m De m me la s paration entre coulement rapide et coulement lent ne doit pas tre identifi e sans pr cautions comme une s paration entre coulement superficiel et coulement souterrain En effet d une part un coulement peut toujours tre d compos en deux composantes mais cette d composition n est pas forc ment unique et elle d pend de la formulation du mod le En d autres termes un autre mod le ou un autre jeu de param tres pourrait produire des r sultats comparables en terme de qualit de reproduction des d bits ou des niveaux de nappe mais une d composition extr mement diff rente d autre part on peut affirmer que l c
85. nf rieure 20 alors que des carts de 20 dans le bilan sont difficilement acceptables Dans le cas des simulations de niveaux le bilan qui est r alis ne doit donc tre interpr t comme une analyse de flux qu avec d extr mes pr cautions Bien que ce soit une m thode d analyse un peu dangereuse des apports efficaces c est souvent la seule disponible et il ne convient pas de la rejeter a priori des temps de m moire tr s longs sont fr quents Les difficult s de leur identification sont donc plus importantes que pour les d bits Ces temps influent sur les autres param tres niveau de base et coefficient d emmagasinement en particulier BRGM RP 52832 FR 35 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 3 Notice d utilisation du code GARDENIA 3 1 INSTALLATION DE GARDENIA SOUS ENVIRONNEMENT WINDOWS 3 1 1 Distribution La distribution de GARDENIA sous Windows est constitu e d une documentation papier pr sentant les principaux concepts th oriques le guide d utilisation d un CD d installation comprenant tous les ex cutables et fichiers n cessaires au fonctionnement de GARDENIA logiciel GARDENIA et utilitaires SHALIMAR ETPTURC Remarque Ce logiciel b n ficie de la protection l gale accord e aux logiciels L utilisateur peut faire des copies de sauvegarde du CD mais le logiciel doit tre utilis uniquement sur une machine un moment donn Si apr s avo
86. non pr c d s de pluies pisodes pluvieux notables n ayant pas contribu l coulement baisse ou remont e brusque de niveaux pr sence de pompages ou arr t de ceux ci Dans de nombreux cas des erreurs de report et de saisie des donn es peuvent ainsi tre d tect es avant tout calcul Par ailleurs des carts importants observ s lors de la comparaison des simulations et des observations pourront galement inciter revoir cette analyse Lorsqu on dispose de plusieurs s ries de d bit dans des stations relativement proches il peut tre int ressant d tudier les similarit s de comportement de ces s ries par une approche statistique du m me type que celle utilis e pour les pluies Pour les niveaux BRGW RP 52832 FR 17 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation pi zom triques il est galement important de conna tre la position du point de mesure des niveaux par rapport au cours d eau afin de pouvoir estimer si les variations de niveaux sont surtout dues la pluie ou l influence du cours d eau 2 4 4 Connaissance du bassin Pr cision des mesures e Les termes du bilan Les mod les utilis s sont des mod les de bilan des entr es et des sorties d eau a l chelle du bassin versant contr l par une station de jaugeage ou par des mesures de niveau pi zom trique Il faut bien concevoir que ce bilan n a de sens que si l on peut n gliger les flux non pris en compte ou si on peut les e
87. nt et principe du processus it ratif BRGM RP 52832 FR 99 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation e Coefficient d ajustement Dans le logiciel GARDENIA le coefficient d ajustement F est d fini de la mani re suivante On note F2 la grandeur suivante appel e parfois crit re de Nash ou Efficience Efficiency en anglais se2 12 1 6 f lay 2 ou se2 moyenne des carr s des carts Y Ecart n i cart valeur observ e valeur calcul e n nombre d carts oo variance des observations carr de l cart type 1 F2 est donc l erreur quadratique moyenne norm e par la variance des observations D apr s cette d finition F2 varie de 1 F2 1 correspond un ajustement parfait sans aucun cart de simulation Dans le cas d une r gression lin aire F2 serait gal au carr du coefficient de corr lation Pour se ramener un crit re de m me dimension qu un coefficient de corr lation on d finit le crit re d ajustement F de GARDENIA de la mani re suivante F VF2 si F2 gt 0 gt F positif F V F2 si F2 lt 0 gt F n gatif F varie aussi de 1 F 1 correspond un ajustement parfait Remarque F 0 si valeur calcul e i moy valeur observ e F 0 si valeur calcul e i valeur observ e i o ou valeur observ e i So simulation d cal e de o F 1 732 si valeur calcul e i valeur observ e i 20
88. ntenant les coordonn es des stations pluviom triques et les coordonn es des contours des bassins permettant de localier et de cartographier les diff rents bassins versants tudi s Des proc dures automatiques d attribution des postes pluviom triques aux bassins versants permettent alors d all ger consid rablement les manipulations ult rieures 16 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 2 4 2 Analyse des vapotranspirations ETP Il n est pas question dans la majeure partie des tudes de r aliser une tude fine de l evapotranspiration Les donn es disponibles sont trop peu nombreuses les fluctuations climatiques sont trop faibles vis a vis des incertitudes pesant sur la pluie et sur le sch ma hydrologique pour que l on s attarde a une discussion exhaustive des diff rentes mesures et m thodes de calcul Il s agit pour le mod le de disposer d un indice pr sentant les variations saisonni res principales du ph nom ne La formule mensuelle de Turc 1961 ou de Penman est alors amplement suffisante N anmoins il est important de garder l esprit qu il ne s agit la que d un indicateur des carts de l ordre de 20 en moyenne sont tout fait possibles De tels carts existent entre valuations r alis es avec des m thodes diff rentes formules de Turc de Penman de Brochet Les donn es d vaporom tres peuvent galement servir d indicateur bac Colorado de
89. oires s par s par un seuil Valeur standard 1 1 ou 2 si n cessaire pour un calcul de d bit 1 ou 3 si n cessaire pour un calcul de niveaux Il est conseill de ne conserver qu une seule composante lente option 1 chaque fois que possible pour privil gier la stabilit du calage e ETP moyenne chaque ann e Utilisation pour chaque ann e d vapotranspiration potentielle d une valeur moyenne inter annuelle pour chacun des pas de l ann e 0 non 1 oui 52 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Cette option sera utilis e uniquement quand on ne dispose pas de donn es d ETP pour toutes les ann es ce qui sera parfois le cas en extension ou surtout en g n ration de donn es Valeurs standards 0 pour un calage Oou1 pour une extension de donn es 3 3 9 Param tres physiques fig 24 oem va EDER DECORRECTIONDESPLUIES Or 000m Om Pr CAFACITE DE LA RESERVE SUPERF WM soom Oni Pr COEF DECORRECTIONDELETP ea oom om Pr HAUTEUR DE REPARTITIONAUISPERCOL INM 25000 Omi fF TEMPS DE DEMI MONTEE PERGOL MOIS 2000 Omi Pr TEMPS DE DEMITARISSEMENT SOUT T MOIS 2000 Omi fF NVEAUDEBASE M f 100 on fr COEFFICIENT EMMAGASMEMENT 5 Tomoe Ort fe VAL DEMARRAGE PEFFANNUELLEANV DER 10000 Opi fF Fig 24 D finition ou modification des param tres physiques capacit ou constantes de demi tarissement des r servoirs e Coef
90. ois par an si les donn es sont mensuelles Chaque ligne contient 12 valeurs cod es chacune sur 6 colonnes caract res soit 72 colonnes par lignes Exemples 8 ann es d cadaires 25 lignes 15 ann es mensuelles 16 lignes b pour les donn es journali res d une ligne titre 80 caract res par ann e Suivie de 31 lignes contenant chacune les 12 valeurs des 12 mois d un jour donn chaque valeur est cod e sur 6 colonnes N B 1 Dans tous les cas chaque ann e doit tre compl te c est dire comporter 365 ou 366 jours ou 36 d cades ou 12 mois Il convient de remarquer que les pas de temps d cadaires et mensuels introduisent un biais puisque les d cades et les mois ont des dur es diff rentes au cours de l ann e 2 Les donn es d cadaires se pr sentent e soit sous forme s quentielle c est dire qu apparaissent successivement sur la m me ligne les 3 d cades d un m me mois la premi re ligne comprend donc les mois de janvier avril la deuxi me de mai ao t et la troisi me de septembre d cembre e soit sous forme annuaire la premi re ligne contient la 1 d cade des 12 mois la deuxi me ligne les 2 d cades des 12 mois la troisi me ligne les 3 d cades 4 2 DONNEES EN FORMAT LIBRE OU EXCEL_DATE 4 2 1 Donn es temporelles en format libre Le format libre peut tre donn sous deux formes format libre en colonne conseill e
91. ons exceptionnelles dimensionnement de fondations de parkings des niveaux pi zom triques ponctuels de nappe partir de pr cipitations effectivement observ es prolong es par des sc narios de pr cipitations pr visionnels s cheresses p riodes de hautes eaux Enfin le logiciel GARD NIA 6 0 est con u pour encha ner le traitement de plusieurs bassins avec des options communes II constitue donc un outil tout particuli rement BRGM RP 52832 FR 9 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation adapt aux synth ses r gionales pour lesquelles on d sire r aliser avec une certaine coh rence l analyse de plusieurs bassins versants Ce rapport est une actualisation du rapport Simulation globale de bassins hydrologiques Introduction la mod lisation et description du mod le GARDENIA Roche et Thi ry 1984 Il est constitu de deux parties la premi re d crit le principe global de fonctionnement du code GARDENIA le domaine d application les donn es n cessaires son utilisation l analyse et laboration des donn es le fonctionnement d taill du mod le le calage et des conseils d utilisation la deuxi me est le manuel d utilisation d taill du code Ce rapport a t r dig dans le cadre du projet Crues de nappe num ro EAU RO5 de la Direction de la Recherche du BRGM 10 BRGW RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation 2 Description du mod
92. ou constantes de demi tarissement des r servoirs 53 D finition ou modification des bornes des param tres physiques uniquement pour le premier bassin 58 Affichage des it rations de calcul et du coefficient d ajustement final 59 BRGM RP 52832 FR Fig 27 Fig 28 Fig 29 Fig 30 Fig 31 Fig 32 Fig 33 Fig 34 Fig 35 Fig 36 Fig 37 Fig 38 Fig 39 Fig 40 Fig 41 Fig 42 Ann 1 Ann 2 Ann 3 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Comparaison graphique de la s rie observ e rouge et de la s rie SIMUL Si VST ee en ae ee tig 59 Fin des calculs rappel des fichiers de r sultats genereEs 60 Logiciel SHALIMAR d finition du pas de temps d une s rie lue 63 Logiciel SHALIMAR d finition du codage des valeurs manquantes 64 Tableur du module SHALIMAR ici donn es mensuelles 64 Bassin des Ondes comparaison des d bits observ s et simul s coefficient de corr lation gal 0 914 70 Fichier des param tres fichier onde gar d but 71 Fichier des param tres fichier onde gar suite 72 Fichiers de s ries hydrologiques 73 Fichiers de contr le de l ajustement et du bilan 74 Fichier des param tres en fin de calcul crepara out extraits 75
93. ou valeur observ e i 200 simulation d cal e de 20 e Processus it ratif Le d tail du processus it ratif apparait dans le fichier de nom crealis txt Les axes d crits repr sentent les param tres optimiser l axe 1 repr sente le premier param tre optimiser dans l ordre d fini dans le fichier param tres etc BRGW RP 52832 FR 101 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Le logiciel fait varier tout tour un param tre les autres restant fix s aux valeurs d finies le tour pr c dent et examine si la nouvelle valeur du param tre provoque un gain ou une perte au niveau de l ajustement Le processus consiste maximiser le coefficient d ajustement c est dire minimiser le crit re d fini par Crit re F 102 BRGW RP 52832 FR Centre scientifique et technique Service eau 3 avenue Claude Guillemin BP 6009 45060 Orl ans Cedex 2 France T l 33 0 2 38 64 34 34
94. oulement lent L allure exponentielle du tarissement des d bits de rivi res et des niveaux des nappes souterraines rappelle celle de la vidange d un r servoir Le comportement d un syst me aquif re peut donc tre repr sent par un ensemble de r servoirs se vidant les uns dans les autres Des fonctions de transferts non lin aires permettent cependant de corriger cette approximation un peu sch matique e R servoirs du mod le Le mod le GARD NIA comprend au maximum quatre r servoirs cependant par l interm diaire des param tres et des options il est possible d utiliser un sch ma simplifi ne faisant intervenir que deux ou trois r servoirs Le sch ma des r servoirs est pr cis sur les figures 2 3 et 4 Le mod le r alise un bilan entre les apports pr cipitations et les sorties coulements ou vapotranspiration pour chacun des pas de calcul e Fonction production et fonction transfert Le calcul comporte deux parties traditionnellement appel es fonction production et fonction transfert La fonction production d termine quelle quantit d eau sera apport e au mod le et quelle quantit sera vapor e ou s infiltrera dans les horizons inf rieurs pour ressortir plus tard La fonction transfert d termine quel moment l eau qui n a pas t vapotranspir e ressortira a l exutoire du bassin ou arrivera la nappe Le transfert s effectue par pass
95. oulement lent est plus lent que l coulement rapide mais il n y a pas de certitude qu il s agisse d coulement souterrain En revanche un mod le peut tre un bon moyen d valuer les apports efficaces annuels En effet lorsque les temps de m moire du syst me sont relativement brefs peu de reports inter annuels les apports efficaces calcul s par le mod le sont des donn es de d bits corrig es des effets de report d un mois ou d une saison l autre Flux unique entre les entr es et la sortie ces apports efficaces sont correctement identifi s condition que le calage soit correct Le risque en effet est que le mod le auquel on aurait laiss le choix de la surface du bassin versant trouve un calage erron valuant des pluies trop lev es par exemple pour r pondre correctement des pointes de crues dans une phase de son fonctionnement il adopte une capacit de r servoir superficiel suffisante et corrige la trop grande abondance des apports par une r duction de la surface du bassin Ainsi dans ce cas si le volume global au niveau du bassin est respect l apport efficace par unit de surface du bassin est erron e Difficult s particuli res aux simulations de niveaux pi zom triques Le mod le GARD NIA est con u pour simuler indiff remment des d bits ou des niveaux pi zom triques en effet le sch ma hydrologique est le m me le niveau dans le r servoir souterrain pouvant tre con u co
96. oybilan txt bilmens out qui contient le Tableau des Parametres qui contient MINI MAXI MOYENNES qui contient le BILAN Moyen qui contient les Bilans Mensuels de chaque annee crealis txt qui contient le LISTING total creasim out qui contient les Valeurs calculees creasim prn qui contient les Valeurs calculees Sequent End Fini Fig 28 Fin des calculs rappel des fichiers de r sultats g n r s 3 4 LES R SULTATS PRODUITS PAR LE MOD LE Le mod le GARD NIA calcule une s rie de d bits ou de niveaux partir de donn es climatiques et d un jeu de param tres Apr s les calculs on obtient les r sultats suivants dans des fichiers textes coefficient d ajustement pond r et non pond r entre les d bits ou niveaux calcul s et les d bits ou niveaux observ s s ils existent details des calculs crealis txt bilan mensuel ou annuel de toutes les ann es avec pluie ETP ETR coulement rapide coulements lent et tr s lent tat des principaux r servoirs etc dition sur option uniquement le bilan est galement dit sur le fichier bilmens out qui peut tre lu et dessin par EXCEL 60 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation dessin sur cran des s ries de d bits ou niveaux simul s avec ventuellement pour les calculs de d bit d composition de l coulement en composantes rapide et composante lente dition sur fichier de la
97. pr s l quation 1 ou 2 le d bit instantan qg par unit de surface est donn par dG G y ae G t soit er qg dt g qg te d o on obtient par int gration entre les temps 0 et d le volume QG coul pendant un pas de temps de dur e d QG G l e soit QG G TGM 5 en posant TGM 1 1 e 1 11 e1219 6 TGM constante de temps du mod le exprim e en pas de temps du mod le NIVEAU DANS LE R SERVOIR H Deux types de vidanges se font simultan ment coulement rapide non lin aire qr H thg RUIPER 7 percolation vers G1 qi H thg 8 BRGM RP 52832 FR 93 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation On voit que qr qi H RUIPER La hauteur RUIPER est donc la hauteur de H pour laquelle les deux vidanges percolation et coulement rapide sont gales quand H gt RUIPER l coulement rapide qr est pr pond rant quand H lt RUIPER la percolation qi est pr pond rante Pour supprimer l coulement rapide il suffit donc d imposer une tr s forte valeur de RUIPER gale l infini en pratique on impose la valeur code 9999 mm SOLUTION ANALYTIQUE die r qi ate 2 ne ae 9 dt the RUIPER thg d o on obtient par int gration la solution C RUIPER e rear H t 10 C 1 1 RUIPER Ho 11 avec Ho H t 0 ILLUSTRATION DE LA COURBE DE DECROISSANCE DES DEBITS SORTANT DU RESERVOIR H composante rapide qr t H
98. que la premi re ligne du fichier doit tre un titre descriptif le s parateur d cimal des valeurs doit bien videmment tre un point d cimal et non pas une virgule Exemple de donn es mensuelles en format Excel_Date Evapotranspiration Potentielle mensuelle 2005 2007 15 01 2005 9 00000 14 02 2005 14 37 13 00000 16 03 2005 18 40 35 00000 15 04 2005 72 00000 14 05 2005 103 00000 etc Exemple de donn es journali res en format Excel_Date Pluie journali re Station 1 2005 2007 01 01 2005 17 10000 02 01 2005 0 00000 03 01 2005 4 70000 04 01 2005 0 30000 05 01 2005 13 30000 etc 66 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Remarques compl mentaires pour le format libre ou le format Excel_Date dans tous les cas le fichier commence par un titre descriptif il doit avoir le nombre de donn es n cessaire et suffisant correspondant au pas de temps puisque les dates ne sont pas lues Les ventuelles valeurs manquantes seront remplac es une valeur manquante chaque ann e y compris la derni re doit tre compl te en format journalier il y a bien entendu 365 ou 366 valeurs par an les ann es ne sont pas s par es les unes des autres par des titres au autre dans tous les cas les donn es sont s quentielles c est dire chaque ann e va du jour 1 au jour 365 ou bien de la d cade 1 la d cade 36 etc B
99. s les param tres fix s pr c demment apr s un calage satisfaisant cette deuxi me tape permet de prendre en compte le fait qu aucun des param tres n est rigoureusement connu BRGW RP 52832 FR 31 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Dans le cas d un bassin mal connu estimer approximativement des param tres relativement secondaires pour les ordres de grandeurs temps de tarissements seuils etc laisser libres seulement un ou deux param tres fondamentaux surface pour un syst me karstique correction des pluies pour un bassin tr s montagneux etc qui r glent les principaux ordres de grandeur du bassin et optimiser lib rer progressivement les param tres initiaux pour affiner le calage Remarque Le fait d optimiser des coefficients correcteurs globaux des diff rentes entr es pluies ETP peut appara tre comme une solution de facilit II est certain que l on ne peut accepter des corrections tr s importantes sur chaque type de donn es sans remettre en cause ou bien leur validit en tant qu indicateurs des ph nom nes physiques r els ou bien la validit des hypoth ses de mod lisation Cependant l laboration des donn es d entr e comme nous l avons vu n est pas une proc dure rigoureuse et d finitive la repr sentativit des postes pluviom triques n est pas acquise la m thode d interpolation peut tre choisie de diff rentes fa ons etc Pour les ETP la na
100. sauvegard s les param tres en fin de calcul fig 14 NOM pour le Fichier PARAMETRES resultant 21x Enregistrer sous Exemples Es c el a Allainv gar ia Buchy gar Onde gar a Amiens gar a Gr4jou gar 38 OndeGr4 gar a Amiens_O gar Gr4jou_Lib gar OndeSens gar a Amiens_2 gar sa Gr jou_ L gar a Ondesim gar E Amiens_Dbl gar Luchon gar Orne gar Amiens_Lib gar sal Luchon_2 gar Nom du fichier Mon_Fichier gar Enregistrer sous Fichier Parametre r sultant gar Annuler Fig 14 D finition du nom du fichier qui sera cr en fin de calcul et contiendra les param tres r sultant ici mon_Fichier gar soit l utilisateur dispose d un fichier de param tre existant dont il devra pr ciser le nom fig 15 Les valeurs des options et des param tres hydrologiques seront lues dans ce fichier Regarder dans Exemples amp c a Allainy gar a Buchy gar a Onde gar Amiens gar a Gr jou gar sa OndeGr4 gar a Amiens_0O gar sa Gr4jou_Lib gar ss OndeSens gar a Amiens_2 gar sa Grdjou_XL gar a Ondesim gar a Amiens_Dbl gar a Luchon gar sa Orne gar a Amiens_Lib gar sa Luchon_2 gar sal totototo gar Nom du fichier Amiens gar Type des fichiers Fichier parametres Gardenia gar 7 Annuler Fig 15 Importation d un fichier de param tres existant ici Amiens gar BR
101. stimer de fa on suffisamment pr cise On s attachera donc v rifier que la structure hydrog ologique n est pas susceptible d entrainer des changes importants avec l ext rieur du bassin versant en dehors de l exutoire changes lat raux ou sous la section de jaugeage des interventions humaines canaux derivations pr levements restitu s hors du bassin etc ne modifient pas significativement les termes de ce bilan Le mod le utilis est adapt a l tude de bassins dont le bilan est affect par de tels ph nom nes par un jeu de param tres descriptifs qu on peut laisser libres de s optimiser tout seuls surface d un bassin karstique dont on contr le quelques exutoires d bit de base d importation ou d exportation etc Ces possibilit s ne doivent tre utilis es qu avec prudence Cependant il arrive parfois que des changes qu on avait valu s intuitivement au d but de l tude doivent tre remis en cause e Pr cision et fiabilit des donn es Les services gestionnaires des r seaux de mesures connaissent bien la qualit des donn es qu ils ont labor es il est recommand de les consulter d s le d but de l tude pour conna tre leurs particularit s les dates de d tarage dues des travaux la pr sence de pompages dans le cas de simulation pluie niveau etc Cependant beaucoup de ces erreurs ne portent pas atteinte l valuation des flux d ensemble l chelle
102. storique de donn es correspondant des situations vari es Un calage fait sur quelques ann es abondantes risque de r server des surprises en ann e s che N anmoins il faut insister sur le fait que la nature physique du bilan qui 32 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation est effectu assure une stabilit importante des r sultats pour les simulations de d bit cela n est plus vrai pour les simulations de niveaux pi zom triques e Identification du fonctionnement Un mod le pr sentant des seuils peut tout fait ne faire fonctionner ces seuils qu une ou deux fois durant l historique disponible Ce sont alors les donn es de ces dates qu il convient d examiner avec le plus grand soin La pr cocit de la remont e des d bits en d but de saison humide ou en automne pour les climats temp r s est un bon indicateur de la qualit de fonctionnement de la partie superficielle une capacit de r servoir superficiel trop grande met trop de temps se saturer et conduit un retard bien visible La r ponse aux pisodes pluvieux isol s de l tiage est galement un tr s bon test de cette partie du mod le Mais il est fr quent que l on ne puisse pas arriver une description tr s satisfaisante dans ce cas une estimation de l impact des erreurs que cela peut occasionner est utile Elle montre souvent que ces p riodes charni res ne jouent qu un r le marginal dans le bil
103. sur une s rie d observations soit par transposition partir de la mod lisation de bassins versants proches et de caract ristiques similaires e Calage Le calage ou calibration consiste ajuster les param tres du mod le de telle sorte qu ils permettent de calculer des d bits ou des niveaux pi zom triques aussi proches que possible des d bits ou des niveaux observ s Les donn es n cessaires au calage sont des s ries ininterrompues d entr es du mod le pluie et vapotranspiration ventuellement temp rature de lair s il y a prise en compte de la fonte de la neige BRGM RP 52832 FR 11 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation une s rie d observations d bits ou niveaux non n cessairement continue mais pour une p riode concomitante aux s ries pr c dentes Cette s rie sera compar e avec la sortie du mod le Le calage se fait par une m thode semi automatique L utilisateur fournit un jeu de param tres initiaux et indique les param tres qui seront optimiser partir de ceux ci le mod le fait varier ces param tres dans une gamme de valeurs d finie par l utilisateur et recherche par un algorithme d optimisation non lin aire adapt de la m thode de Rosenbrock 1960 un jeu fournissant les r sultats les plus proches possibles de la s rie d observations Il fournit l utilisateur des bilans des diff rentes composantes de l coulement
104. t observ es fictives p riode de d marrage 50 BRGM RP 52832 FR Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation Exemple 1 P riode d observation des d bits 1975 1978 soit quatre ans On rassemble galement la pluie et ETP de 1974 et on cr e une ann e 1974 fictive de d bit avec des valeurs gales 2 il y a alors au total cinq ann es et le nombre d ann es de d marrage est de 1 Quand les donn es climatiques ne sont pas disponibles avant la premi re ann e d observation de d bit ou de niveau le mod le peut cr er artificiellement de telles ann es avec pour chacun des pas de l ann e la moyenne inter annuelle des valeurs observ es Cette proc dure est cependant moins pr cise que la pr c dente et doit tre vit e si possible Pour l utiliser il suffit d affecter dun signe n gatif le nombre d ann es de d marrage donn Exemple 2 Avec les donn es pr c dentes observations de d bits de pluies et d ETP sur les quatre ann es de la p riode 1975 1978 on indique 1 ann e de d marrage L ann e 1974 sera alors cr e automatiquement Il y a quatre ann es d observations Valeurs standards 1 pour une simulation des d bits 2 30u4ouplus pour une simulation de niveaux suivant l inertie de la nappe qui sera appr ci e par la ou les constante s de temps de tarissement On peut aussi si on ne dispose pas de suffisamment d ann es de d marrage r elles cumuler l
105. ture m me du ph nom ne physique et les mesures dont on dispose montrent que celles ci repr sentent correctement les fluctuations saisonni res du ph nom ne mais peuvent s carter de la r alit d un facteur multiplicatif non n gligeable la limite on utilise parfois simplement un indicateur de ETP comme la temp rature C est pourquoi dans des limites raisonnables des corrections peuvent tre envisag es pour rechercher l quilibre du bilan La d marche conseill e est dans un premier temps d optimiser tous les param tres ce qui produira le meilleur calage possible qui ne pourra donc pas tre d pass puis dans un deuxi me temps d imposer progressivement des valeurs fixes aux param tres e Confiance accorder au calage Comment d cider qu une simulation est satisfaisante Comment en d duire qu il est acceptable d utiliser les param tres cal s pour des extensions de donn es Il est difficile de r pondre ces questions de fa on g n rale d autant que l on ne peut jamais assurer la qualit des extrapolations d une fa on strictement d ductive et les exemples de surprise ne manquent pas pour des raisons qui sont bien souvent explicables a posteriori N anmoins quelques r gles de bon usage sont n cessaires e Dur e des observations Il faut disposer de plusieurs cycles de fonctionnement du syst me Il faut ajouter cela qu il est tr s souhaitable de disposer d un hi
106. u useeeennennnnennnnnnennnennnennnnnn nenne 26 Sch ma d un r servoir G deux exutoires en 26 D but d une simulation avec le code GARDENIA nen 39 Menu Fichier Nouveau Ouvrir Fermer R cents 40 Nouveau projet 2 en nennen 40 Creation d un fichier de param tres gar ou bien r utilisation d un fichier eXIStAN tx ats een binnen 40 D finition du nom du fichier qui sera cr en fin de calcul et contiendra les param tres r sultant ici mon_Fichier gar 41 Importation d un fichier de param tres existant ici Amiens gar 41 D finition du titre descriptif de la simulation 42 D finition ou modification des pr amp options 2222244444404440n nennen 42 Nouveau projet d finition du fichier des pluies et des autres fichiers hydroelimaligues nn n ee ee 44 D finition ou modification des options de calcul 45 D finition des dur es des pas de temps et des formats de fichiers EEO P nn an TEUER Gel cases Em en en Ten HE RER 47 Debut des calculs et contr le des fichiers lus 48 D finition de la plage des observations prendre en compte 49 D finition ou modification des param tres g n raux nombre d ann es nombre d it rations nombre de r servoirs etc 49 D finition ou modification des param tres physiques capacit
107. uie efficace si on donne une pluie efficace d quilibre 0 la pluie efficace utilis e sera celle correspondant la moyenne de la p riode de simulation e Nombre maximum d it rations pour le calage des param tres C est le nombre maximal d it rations c est dire de simulations qui seront r alis es pour le calage des param tres Plut t que de r aliser le calage par un seul passage comprenant un tr s grand nombre d it rations il est souvent souhaitable de r aliser plusieurs passages avec environ 100 it rations pour chacun avec un examen approfondi des r sultats entre chaque passage Valeur standard 100 ou bien 150 si calcul avec fonte de la neige e Dur e des pluies en moyenne par pas Elle repr sente le rapport de la dur e effective de la pluie sur la dur e du pas de temps exemple pas de temps journalier pluie de 3 h 12 5 pas de temps mensuel 6 jours de pluies par mois 20 Valeur standard 0 ou 100 le mod le prendra alors la pluie r partie sur la totalit du pas de temps e Nombre de r servoirs souterrains 1 ou 2 ou bien 3 Double Seuil Correspond aux diff rents sch mas de r servoirs souterrains 1 r servoir G1 2 r servoirs G1 G2 3 r servoir G r servoir deux exutoires s par s par un seuil Pour un calcul de niveau de nappe si on s pare deux composantes il faut utiliser obligatoirement l option 3 r servoir deux exut
108. utiliser le logiciel SHALIMAR fig 29 partir de la version 6 0 il est galement possible d utiliser un format libre ou un format export d EXCEL avec dates 4 1 DONN ES FORMAT ES LOGICIEL SHALIMAR Pas de temps des donn es Of x Pentadaire D cadaire Mensuel Delphes Sequentiel libre date valeur S quentiel libre colonne Sequentiel 8 nombresiligne Mado en clair Couples X Y non standard Colonne de nombres non standard Excel_Date SELECT Cancel Selectionne Retour Fig 29 Logiciel SHALIMAR d finition du pas de temps d une serie lue Choissez un l ment Echap ou Annuler 4 1 1 Types de donn es On distingue les valeurs qui sont nulles valeur 0 des valeurs correspondant des observations absentes qui sont signal es par un code fig 30 option 1 2 pour les d bits car les d bits observ s ne sont jamais n gatifs option 2 9999 pour les niveaux c est dire une valeur tr s grande hors borne BRGM RP 52832 FR 63 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation option 3 0 pour les pluies car les s ries de donn es climatiques ne doivent pas contenir de valeurs absentes Shalimar lolx Type de donn es 1 type D bit valeurs absentes 2 2 type Niveau valeurs absentes 9999 3 type Pluie valeurs absentes a2 et valeurs non d finies mises 4 6 Il Il v 7 Fig 30 Logiciel SHA
109. vapotranspiration r elle infiltration coulement une repr sentation graphique permettant de comparer observations et simulations des crit res num riques d valuation de la qualit de l ajustement Muni de ces renseignements l utilisateur juge de la n cessit d essayer une nouvelle optimisation partir d un jeu de param tres qu il est libre de modifier sa guise Lorsqu a la fois les crit res num riques d ajustement et les graphiques de comparaison visuelle sont satisfaisants il peut consid rer qu il dispose d un jeu de param tres repr sentatifs du bassin dans la mesure o les valeurs obtenues sont r alistes Il peut alors ventuellement explorer diverses gammes de variations des param tres autour de cette solution afin de d terminer la famille des param tres repr sentant de fa on acceptable de son point de vue le cycle de l eau tude de sensibilit 2 2 DOMAINES D APPLICATION 2 2 1 Application l extension de s ries de d bits d un bassin jaug L application la plus fr quente du mod le GARDENIA est l extension de donn es hydrom triques dans le temps Ayant cal le mod le sur une courte s rie de d bits ou de niveaux quelques ann es et de pluies concomitantes on utilise une s rie de pluies plus longue qui est g n ralement disponible pour g n rer avec le mod le une s rie correspondante de d bits ou de niveaux La s rie de pluies utilis e peut tre ou bi
110. ve facilement utilisable qui est celui sp cifiquement utilis par les agronomes pour faire un bilan au niveau des racines des plantes La capacit du r servoir superficiel est en fait la r serve disponible pour l vapotranspiration ou la capacit de r tention en plus de l eau li e Elle int gre galement la capacit d interception ainsi que des ventuelles d pressions la surface du sol flaques sillons etc Pluie vapotranspiration Neige ETP 4 R serve superficielle U Pluie efficace t Fig 5 R servoir superficiel e Apports au r servoir superficiel Les apports au r servoir superficiel sont constitu s par la pluie et la fonte de la neige si elle existe au contact du sol e Vidange du r servoir superficiel Elle peut tre r alis e par vapotranspiration r elle ETR qui est gale l amp Evapotranspiration potentielle ETP dans la limite de la quantit d eau disponible par vidange de l exc dent Si la hauteur du r servoir superficiel RU d passe la valeur de r tention RUMAX l exc dent ALIMH sort de ce r servoir et p n tre dans le r servoir interm diaire H ALIMH RU RUMAX 2 5 3 Transfert dans les r servoirs interm diaires et souterrains e Le r servoir interm diaire H fig 6 Il repr sente la zone non satur e Il est aliment en eau par le r servoir superficiel et vidang par deux exutoires BRGM RP 52832 FR 23
111. xemple de donn es mensuelles en format libre en colonne Pluviom trie Mensuelle La Neuvilleroy 2005 2007 53 0000000 39 0000000 64 0000000 9 00000000 54 0000000 etc BRGW RP 52832 FR 65 Logiciel GARDENIA version 6 0 Guide d utilisation format libre quelconque d conseill il peut y avoir plusieurs valeurs par ligne condition qu elles soient s par es par un ou plusieurs espaces Exemple de donn es mensuelles en format libre quelconque Pluviom trie Mensuelle La Neuvilleroy 2005 2007 53 39 64 9 54 49 79 33 32 120 73 52 84 52 4 59 etc Les donn es tant lues ann e par ann e il conviendra si on utilise ce format libre quelconque de toujours commencer une ann e sur une nouvelle ligne 4 2 2 Donn es temporelles en format Excel_Date Selon ce format il y a un couple date valeur par ligne La date n est pas lue mais doit avoir une forme compatible Excel c est dire avec les jour mois et ann e s par s par un et l heure ventuelle sous la forme hh mm Seul ce format num rique de date est reconnu l exclusion de types genre 13 mars 2007 La valeur est s par e de la date par au moins un espace Des donn es sous cette forme peuvent tre obtenues par exportation d un fichier Excel xls en format texte s parateur espace prn un fichier binaire xls ne peut pas tre lu directement Il convient de noter galement

Logiciel GARDÉNIA version 6.0 - Infoterre

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Logiciel GARD&Eacute;NIA version 6.0 - Infoterre

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents

Logiciel GARDÉNIA version 6.0 - Infoterre