Fonction de production ALTHAIR
La fonction de production ALTHAIR a été proposée à la fin des années 90, par le Service d'Annonce de Crues dela DDEdu Gard (actuellement Service de Prévision de Crues Grand-Delta, SPC-GD). Ce modèle est basé sur une adaptation du modèle d'infiltration de Horton :
où
fc= intensité finale d'infiltration [L.T-1]
fo= intensité initiale d'infiltration [L.T-1]
k coefficient de décroissance exponentielle [T-1]
D'après ce modèle, le régime d'infiltration d'intensitéf(t)peut être décomposé en un régime permanent, d'intensitéfc, et d'un régime transitoire(f0-fc).exp(-k.t). En appelantH(t)le volume infiltré transitoire, on peut écrire que :
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et finalement :
Le volume infiltréH(t)peut être assimilé à un réservoir, alimenté par l'intensité(fo-fc).exp(-k.t).Le volume maximal de ce réservoir est égal à :
Pour tenir compte du ressuyage des sols au cours de périodes sans pluie, et de son influence sur la dynamique d'infiltration, le réservoirH(t)est également soumis à une vidange, fonction du niveau du réservoir et d'une intensitéfv, correspondant à l'intensité de vidange à saturation :
Cette vidange a pour effet d'augmenter la capacité d'infiltrationf(t)au long des périodes sans pluie. De plus, la vidange du réservoir est intégralement rétrocédée à l'exutoire du bassin, sous forme d'écoulement de sub-surface, compte tenu de la dynamique lente de la vidange du réservoir.
Le niveau du réservoir H est alors calculé au temps t par l'équation :
sachant queH(0) = 0
Le ruissellement au temps t,R(t), est égal à la somme de l'écoulement de surface et de la vidange du réservoir H, soit :
Ce schéma a été aménagé sous cette forme, dans MERCEDES. La fonction de production Althair est accessible par l'item "Autre" et porte le n°10.
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PARAMETRES ET UNITES
Le modèle comporte 4 paramètres:fo, fc, k, fv
fo(mm/h)représente l'intensité d'infiltration au début de l'épisode de pluie.
fc(mm/h)représente l'intensité d'infiltration atteinte en régime permanent
k (mn-1)représente le coefficient de décroissance exponentielle de l'intensité d'infiltration au cours du temps
fv(mm/h)représente l'intensité de vidange à saturation du réservoir H
Les paramètresfc, k, fvsonta priorides caractéristiques du bassin, indépendantes de l'épisode considéré. Le paramètrefoest pour sa part susceptible de varier en fonctions des conditions initiales d'humidité des sols, et doit être relié à des descripteurs adéquats : débit de base, indice de pluies antérieures, mesures d'humidité, sorties de modèles de surface ….
Les paramètresfo, fc, kpeuvent être estimés à partir des valeurs données dans la littérature, pour le modèle de Horton.
Remarque:
- les relations proposées pour la prédétermination des paramètres apparaissent ici à titre indicatif, et peuvent s'avérer inadaptées pour des raisons liées à l'hétérogénéité des sols, à la variabilité spatiale de ces sols à la surface d'un bassin, à l'adéquation du modèle pour décrire les processus d'infiltration. Il est donc recommandé de caler le modèle à partir d'observations locales.
- le schéma explicite de résolution des équations du modèle oblige à utiliser des pas de temps de calcul assez fins, pour conserver la possibilité d'interprétation physique des paramètres. On veillera donc à fixer les pas de temps de calcul à au plus 5 minutes (cf menu2), lorsque le pas de temps de lecture des données est supérieur.
Fonction de transfert ALTHAIR
La fonction de transfert ALTHAIR a été proposée à la fin des années 90, par le Service d'Annonce de Crues dela DDEdu Gard (actuellement Service de Prévision de Crues Grand-Delta, SPC-GD). Cette fonction achemine la contribution de chaque maille à l'exutoire, en fonction d'un temps de transfertTmcalculé par :
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où
L désigne la longueur du cheminement entre le point considéré et l’exutoire
P la pente moyenne du cheminement entre le point considéré et l’exutoire
α, β et γ les 3 paramètres de la fonction
Les valeurs recommandées par le SPC-GD sont α= 0.75, β= 0.08 et γ= 1.75
La fonction de transfert ALTHAIR est accessible par l'item "Autre", et porte le n°10.