Evaluation de la pluie moyenne tombée

Evaluation de la pluie moyenne tombée

Présentation et analyse des données pluviométriques

Introduction

L’étude de la variabilité climatique nécessite un certain nombre de données. Ces données sont principalement, la pluie, le dédit, la température, etc. Dans la présente étude, nous avons choisi le bassin versant de hammam boughrara pour lequel nous disposons d’un certain nombre de donnée pluviométriques.

Présentation et examen des données pluviométriques

Examens des données pluviométriques

L’évaluation des ressources de surface d’un bassin versant nécessite la connaissance des mesures de la pluviométrie. Ces mesures doivent être importantes en ce qui concerne le nombre mais doivent aussi s’étaler sur de longues périodes. La qualité de cette évaluation dépendra en grande partie de la qualité et de la quantité de cette information [2]. Pour la présente étude nous disposons de la pluviométrie annuelle enregistrée dans huit stations du bassin du barrage Hammam Boughrara et deux stations limitrophes. On remarque que les stations sont bien réparties sur le bassin du coté Algérien, malheuresement nous n’avons pas d’information concernant la partie Marocaine.
Les séries de données pluviométriques peuvent être classées en trois catégories: – Des séries pluviométriques longues et continues: La station du bassin dont la durée d’observation est longue et continue est la station de Béni Bahdel (60403). Les enregistrements relatifs à cette station vont de 1943/1944 jusqu’à 2004/2005. – Des séries pluviométriques longues mais discontinues: Certaines stations du bassin sont anciennes mais ont cessées de fonctionner pendant des périodes relativement longues et continues. C’est le cas de la station de Béni Oussine (160303), de Khemis (160406). – Des séries pluviométriques de durée d’observation limitée: Pour le reste des stations du bassin on possède des séries de mesures de date récente. C’est le cas des stations de Maghnia (160301), de Béni Boussaid (160315), de Sidi Medjahed (160407), de sabra (160502) et de Hammam Boughrara (160501). – Stations périphériques: Pour la présente étude, deux stations limitrophes au bassin ont été utilisées. Les durées d’observations sont variables : station Sidi Boudjenane (40103) dont la durée d’observation est assez longue mais discontinue et de Sidi Djilali (80101) dont la durée d’observation est continue mais de date récente.
Il faut signaler que les données que nous avons utilisées dans cette étude sont celles fournies par l’Agence Nationale des Ressources Hydriques (ANRH) dans des études précédentes. Comme il a été mentionné ci-dessus, les durées des observations des stations sont variables, le tableau II.1 donné ci-après donne la liste des stations utilisées, leurs cordonnées et la période des observations dont nous disposons pour chacune d’elles. N° Nom de la station Code coordonnées  La position de ces stations dans le bassin du barrage Hammam Boughrara est représentée dans la figure II.1.

Choix de la station de référence

Toute étude hydrologique d’un bassin versant se base sur l’exploitation de mesures hydrométriques et climatologiques (pluviométrie, débit, température, etc.), la qualité de l’étude dépend de la qualité et de la quantité des données disponibles. Pour l’évaluation des ressources en eau d’un bassin, on a besoin des mesures de la pluviométrie en des points (stations) bien répartis sur le bassin et dont le fonctionnement soit le plus long possible. Si le bassin est couvert par un réseau pluviométrique d’une manière uniforme, la durée de l’observation peut remplacer la quantité de stations. Pour le bassin du barrage Hammam  Boughrara, il est doté de huit stations. Nous avons choisi de compléter le réseau par deux stations limitrophes au bassin. La répartition des stations sélectionnées pour l’étude laisse clairement apparaître une couverture assez correcte de la partie Est, par contre la partie Ouest qui se trouve dans le territoire marocain n’est pas pourvue de station (En fait, nous ne disposons pas d’information).
Il est à remarquer que seule la station Béni Bahdel est longue et continue. Les autres stations sont soit courtes soit contenant des lacunes importantes. Il existe des techniques qui permettent d’allonger les séries de mesures dans le temps moyennant le respect de certaines conditions. Parmi ces conditions, il faut disposer d’au moins une station qui aurait fonctionné pendant une durée assez longue et dont les valeurs doivent être homogènes. Une série de mesures est homogène, cela veut dire que les conditions lors de la collecte des données ou de l’avènement du phénomène considéré (pluie, écoulement, etc.) n’ont pas changé pendant toute la durée de la collecte[6]. Un moyen de connaître l’homogénéité d’une série de mesure est le test de Wilcoxon.

Le test de Wilcoxon

C’est un test non paramétrique qui utilise la série des rangs des observations, au lieu  de la série de leurs valeurs. Le test de Wilcoxon se base sur le principe suivant: Si l’échantillon X est issu d’une même population Y, l’échantillon XUY (union de X et de Y) en est également issu. La procédure est la suivante Soit une série d’observation de taille N à partir de laquelle on tire deux échantillons X et Y de taille respectivement N1 et N2, avec. On classe ensuite les valeurs de notre série par ordre croissant. Par la suite, nous ne nous s’intéressons qu’au rang de chacun des éléments des deux échantillons dans cette série. Si une valeur se répète plusieurs fois, on lui associe le rang moyen correspondant. On calcule ensuite la somme Wx des éléments du premier échantillon dans la série commune Wx =∑ Rang x. Wilcoxon a montré que, dans le cas où les échantillons X et Y constituent une série homogène, la qualité Wx est comprise entre deux bornes Wmin et Wmax, donnée par les formules suivantes: Z1-∞/2: représente la valeur de la variable centrée réduite de la loi normale correspondant à 1-α/2(au seuil de confiance de 95%, nous avons Z1-∞/2=1,96). [11] Nous allons donc tester l’homogénéité des données pluviométriques de la station de Beni Bahdel au niveau de signification de 5%.
La série des données de la station Béni Bahdel comporte soixante deux (62) valeurs (pluie annuels) On commence par diviser notre série pluviométrique en deux échantillons de longueur respective N1=12 valeurs et N2=50. On classe la série par ordre croissant et on affecte les rangs aux valeurs classées de la série pluviométrique originale. Nous formons ensuite le tableau II.2 pour faciliter les calculs. Dans la première, quatrième et septième colonne on reporte les rangs affectés aux pluies classées, la deuxième, cinquième et huitième colonne on reporte les pluies classées, en troisième, cinquième et neuvième colonne, on mentionne l’origine de la valeur de la série, c’est-à-dire on note si elle provient de l’échantillon X ou de l’échantillon Y.
On calcul ensuite Wx, Wmin et Wmax Le résultat de l’application du test de Wilcoxon est donné dans le tableau II.3. On peut donc conclure que la station Beni Bahdel est homogène.

Homogénéisation des séries et comblement de lacunes

Généralités

La compréhension des processus intervenant dans le cycle de l’eau ainsi que l’étude de leurs variations spatiales et temporelles nécessitent de disposer de données. Celles-ci sont obtenues à partir d’un réseau de mesures implantées au niveau du bassin de l’étude. La densité des réseaux doit tenir compte du phénomène observé, du but des observations, de la précision désirée, de la topographie, de facteurs économiques, etc. Il arrive que des bassins soient dotés d’un nombre de pluviomètres insuffisants ou ayant fonctionné pendant des périodes relativement courtes par rapport au phénomène étudié ou ayant des lacunes au sein des séries prélevées. Les hydrologues ont mis au point des outils permettant d’utiliser des séries de mesures d’un bassin autre que celui de l’étude, de prolonger des séries dans le temps ou de combler quelques lacunes constatées au niveau d’une série. Concernant la pluviométrie, plusieurs méthodes peuvent être utilisées moyennant le respect de certaines conditions.
Il est clair que l’homogénéisation ou l’extension des séries de données n’est pas un but en soi mais vise à ce que ces données offrent la meilleure fiabilité possible en vue d’une exploitation quelconque. En prenant l’exemple sur les séries de mesure de la pluie, autant l’information est fiable, autant l’aménagement du bassin sera optimisé.

Table des matières

Liste des Figures
Introduction générale
Chapitre I : Présentation du bassin et leur étude climatique
I. 1. Situation géographique de la zone étudiée
I. 2. Présentation du site du bassin versant
I. 3. Etude climatique
a) Indice de DEMARTONE
b) Climagramme de L’EMBERGER
c) Conclusion  
Chapitre II : Présentation et analyse des données pluviométriques
II. 1. Introduction 
II. 2. Présentation et examen des données pluviométriques
II. 2. 1. Examen des données pluviométriques
II. 2. 2. Choix de la station de référence
II. 2. 3. Le test de Wilcoxon
II. 3. Homogénéisation des séries et comblement de lacunes
II. 3. 1. Généralités
II. 3. 2. Comblement de lacunes
II. 3. 2. 1. Nature des lacunes
A. Le comblement de lacunes ponctuelles mensuelles
B. Le comblement de lacunes ponctuelles annuelles
C. Le comblement des lacunes longues
II. 3. 2. 2. Comblement de lacunes ponctuelles
II. 3. 2. 3. Comblement de lacunes longues
II. 3. 2. 4. Méthode du double cumul et homogénéisation des séries
II. 4. Extension des séries hydrologiques
II. 4. 1. Généralités
II. 4. 2. Méthode des régressions linéaires
II. 4. 3. Extension des séries hydrologiques
Chapitre III : Evaluation de la pluie moyenne tombée
III. 1. Généralité
III. 2. Méthodes d’évaluation
III. 3. Période sèche et période humide
III. 4. Evaluation de la pluie moyenne tombée
III. 4. 1. Méthode de la moyenne arithmétique
III. 4. 2. Méthode de Thiessen
III. 4. 3. Méthode des éléments finis
III. 5. Interprétation des résultats
III. 6. Calcul de la pluie moyenne tombée sur le besoin versant année par année
Chapitre IV : Etude de la variabilité climatique
IV. 1. Introduction 
IV. 2. Caractérisation de la sècheresse
IV. 2. 1. Généralités
IV. 2. 2. Indice de l’écart à la moyenne (Em)
IV. 2. 3. Indice de pluviosité (Ip)
IV. 2. 4. La moyenne mobile
IV. 2. 5. Analyse fréquentielle
IV. 2. 6. L’Indice standart des précipitations
IV. 3. Interpétation des résultats
Conclusion générale
Références bibliographiques

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