Quantification des incertitudes hydrométriques et impact sur les bilans hydrologiques : application au bassin versant de l'Yzeron (ouest Lyonnais)
Résumé
Discharge time series, used for many purposes (river and hydraulic structure management,hydrological modeling…) are uncertain data. They are obtained from stage time series using a rating curve, which is a major source of uncertainty. The objective of my internship in the Hydrology-Hydraulic department of IRSTEA Lyon was to quantify the uncertainties associated to discharge time series and study their impact onsome hydrological signatures for seven hydrometric stations of the Yzeron catchment (near Lyon, France). TheBaRatin (BAyesian RATINg curve analysis) method, combining hydraulic knowledge and gaugings, was used to estimate rating curves and associated uncertainties and propagate them to discharge time series. Uncertainties associated to discharge time series and a few hydrological signatures (mean discharge, monthly and annual run off depth, and flood duration curve) were quantified. Important uncertainties were obtained: about +/-20% formost discharge time series and as high as +/- 50% for some hydrological signatures. Some uncertainty envelopes were unrealistic, highlighting limits to the BaRatin method. The method was also found to overestimate uncertainty for hydrometric stations where only a few gaugings were available. To conclude, discharge time series uncertainties should be quantified in order to properly use this data and help interpretations and decisions whenever they are used. Some improvements of the BaRatin method are necessary and will be undertaken in the future.
Les chroniques de débits ou hydrogrammes sont utilisées à de nombreuses fins : gestion des cours d’eau, d’ouvrages hydrauliques, modélisations hydrologiques, etc. Or, ce sont des données incertaines. Elles sont obtenues par transformation de chroniques de hauteurs d’eau par l’intermédiaire de courbes de tarage, source principale d’incertitude. L’objectif de mon stage de fin d’étude, réalisé dans l’unité Hydrologie-Hydraulique d’IRSTEA Lyon, était de quantifier les incertitudes associées aux hydrogrammes et d’étudier leurs impacts sur quelques indicateurs de bilan pour les sept stations hydrométriques du bassin versant de l’Yzeron (ouest Lyonnais). La méthode BaRatin (BAyesian RATINg curve analysis), combinant une approche hydraulique et les informations fournies par les jaugeages, permet d’estimer les courbes de tarage et les incertitudes associées, et de les propager aux hydrogrammes. Les incertitudes associées aux hydrogrammes et à quelques indicateurs de bilan (moyennes, lames d’eau mensuelles et annuelles, courbes de débits classés) ont été quantifiées. De fortes incertitudes ont été obtenues (de l’ordre de +/-20% pour les hydrogrammes et jusqu’à +/-50% pour certains indicateurs de bilan). L’obtention de certaines enveloppes d’incertitudes non réalistes a permis de mettre en évidence certaines limites de la méthode BaRatin. La méthode semble également surestimer les incertitudes pour certaines stations disposant de peu de jaugeages. En conclusion, les incertitudes hydrométriques méritent d’être quantifiées afin de faire un usage raisonné de ces données et d’aider à l’interprétation et aux décisions qui peuvent découler de leur utilisation. Des améliorations de la méthode BaRatin sont nécessaires et seront apportées dans le futur.
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