Couplage transfert mode mailles indépendantes et mailles interactives

Objectif

Le couplage consiste à rendre possible l'utilisation de modes de transfert différents (mailles indépendantes – FT1 – ou mailles interactives –FT2-) sur un même bassin ou au cours d'une même session.

Organisation d'une session

En pratique, la méthode est basée sur une procédure classique de classification des unités de transfert. L'utilisateur choisit un fichier raster pour la classification, et définit les fonctions de transfert à utiliser pour chaque classe, de type mailles indépendantes (lag and route) ou de type mailles interactives (onde cinématique).

La procédure adoptée pour le couplage induit néanmoins des contraintes particulières sur l'image à la base de cette classification, et sur la topologie adaptée au couplage. Il est impératif que les mailles associées à un transfert de type mailles interactives représentent un ensemble connexe (au sens du drainage, i.e. chaque maille FT2 est drainée par une maille FT2). Par ailleurs, la procédure de couplage consiste implicitement à enchaîner deux sessions de calcul : la première qui détermine les hydrogrammes aux exutoires des sous-bassins FT1, et la seconde qui injecte ces hydrogrammes dans l'ensemble connexe FT2 et qui opère un transfert de type mailles interactives sur cet ensemble.

En pratique, les configurations qu'il est possible de traiter par couplage sont typiquement des sous-bassins amont (transfert mailles indépendantes FT1) drainés par un réseau (transfert mailles interactives FT2). Certain sous-bassins peuvent également être traités en maille interactives. Le couplage ne pourra être réalisé si une maille FT2 est drainée par une maille FT1.

La mise en œuvre du couplage repose sur la construction d'une image représentant les sous-bassins et le réseau hydrographique. Par exemple, on construira une image dans laquelle apparaissent 5 sous-bassins, codés de 1 à 5, et un réseau hydrographique, codé 100 (ou n'importe quel codage, pourvu que les codes 1 à 5, utilisés pour les sous-bassins, ne soient pas réutilisés pour les mailles réseau). Les détails de cette construction sont donnés plus loin.

Les unités et les fonctions de transfert sont ensuite choisies par l'utilisateur. Par exemple :

Bassin 1	1	1	Lag and route (FT1)
Bassin 2	2	2	Onde cinématique (FT2)
Bassin 3	3	5	Lag and route (FT1)
Rivieres	100	100	Onde cinématique (FT2)

Dans ces conditions, la 1 ère unité de transfert est constituée d'un sous-bassin auquel on applique une fonction FT1, la 2 ème est constituée d'un sous-bassin auquel on applique une fonction FT2 (pour gérer des retenues par exemple), la 3 ème est un groupe de sous-bassins pour lesquels on applique une même fonction de transfert et les mêmes paramètres, la 4 ème est constituée de biefs auxquels on applique la même fonction de transfert et les mêmes paramètres.

 

Déroulement d'une session

A partir de l'image fournie et de la classification associée, le programme va :

1. vérifier la connexité de l'ensemble des mailles FT2 : chaque maille déclarée en transfert FT2 doit être drainée par une maille FT2
2. déterminer les exutoires des sous-bassins : une maille est l'exutoire du sous bassin i si la maille aval est codée j (avec j différent de i). Au préalable, le programme associe à chaque maille réseau le code du sous-bassin "incluant" la maille réseau
3. calculer les hydrogrammes à l'exutoire de chaque sous-bassin FT1 : au cours de cette étape, les mailles rivière FT2 d'un sous-bassin FT1 sont désactivées, et considérées comme des mailles FT1. Donc le "réseau" est neutralisé au sein d'un sous-bassin. Néanmoins, il est indispensable que le "réseau" des mailles FT2 atteigne les exutoires des sous-bassins les plus en amont   (sinon, les hydrogrammes produits par les sous-bassins ne pourront être pris en compte lors de l'étape suivante)
4. injecter ces hydrogrammes à l'exutoire de chaque sous-bassin FT1 et réaliser le transfert FT2 sur l'ensemble connexe des mailles FT2 : au cours de cette étape, le transfert en mailles interactives est réactivé pour les mailles de la trajectoire reliant deux exutoires de sous-bassins FT1

Construction d'une image sous-bassins / réseau

La construction de cette image fait appel à 4 fonctions de Vicair :

Traitement des MNT/Fichiers dérivés du modèle de drainage/Fichier des bassins versants, qui permet de délimiter les sous-bassins versants associés à différents exutoires

NB: les exutoires doivent être déclarés de l'aval vers l'amont, pour distinguer les sous-bassins inclus dans d'autres sous-bassins.

Traitement des MNT/Fichiers dérivés du modèle de drainage/Fichier des superficies drainées, qui permet de faire apparaître le réseau hydrographique avec plus ou moins dé détail.

Dans ce cas, le réseau hydrographique correspond à un seuil minimum de 100 mailles drainées.

Opérations/ Réaffectation des codes images par classes

Le fichier des superficies drainées doit être recodé numériquement pour correspondre à l'image précédente. Ceci consiste à recoder les mailles drainant moins de 100 mailles en mailles hors image (code -999 pour les fichiers Lamont, -9999 pour les fichiers ArcInfo, Grass et Surfer), et à attribuer un code unique (ex : 100) aux mailles drainant plus de 100 mailles.

Opérations/ Concaténer image

Les fichiers sous-bassins et superficies drainées peuvent maintenant être superposés, dans cet ordre, pour obtenir l'image finalement utilisable pour la classification du transfert :