Comparaison de lames d'eau avec et sans radar X sur PACA à travers le calage de modèles hydrologiques

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Juliette Lavallée
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1 Forum Radar 2014 Comparaison de lames d'eau avec et sans radar X sur PACA à travers le calage de modèles hydrologiques Jean Pansu & Lisa Marchand Service de Prévision des Crues Méditerranéenne Est Toulouse, le 27 mars 2014

2 Plan Introduction - Contexte - Présentation de la zone d'étude - Épisodes étudiés 1. La problématique neige 2. Évaluation des lames d'eau Panthère et Antilope par rapport aux pluviomètres des postes climatologiques 3. Évaluation de l'apport des nouvelles lames d'eau dans les modèles hydrologiques Conclusion

Introduction : Contexte Dans le cadre du projet Rhytmme (Risques HYdrométéorologiques en Territoires de Montagnes et MEditerranéens ) 2008-2014 But : comparer l'apport des nouveaux radars X par

3 Introduction : Contexte Dans le cadre du projet Rhytmme (Risques HYdrométéorologiques en Territoires de Montagnes et MEditerranéens ) But : comparer l'apport des nouveaux radars X par rapport aux lames d'eau Antilope et Panthère opérationnelles en dans les modèles hydrologiques Où : sur l'est du territoire du Service de Prévision des Crues Méditerranéenne Est (SPC Med- Est) Comment : stage ingénieur 3 ième année ENM de 5 mois (février juin 2014)

4 Introduction : Présentation de la zone d'étude

5 Introduction : Épisodes étudiés 24/10/ utc au 26/10/ utc : première humidification automnale 03/11/ utc au 10/11/ utc : proche de la vigilance rouge sur l'argens et le Var amont 26/10/ utc au 27/10/ utc : PB de 30mm/h sur Aille 03/11/ utc au 05/11/ utc : réaction significative du Var amont et de l'endre 09/11/ utc au 11/11/ utc : affluents Var amont proches de l'orange 26/11/ utc au 29/11/ utc : réaction significative Var amont, Endre, Argens aval en orange 13/12/ utc au 15/12/ utc : jaune Argens aval, orange Gapeau 18/05/ utc au 19/05/ utc : jaune Var amont, orange Argens aval 19/12/ utc au 20/12/ utc : jaune foncé Argens aval 24/12/ utc au 26/12/ utc : jaune Var amont Orange Argens aval 16/1/ utc au 20/01/ utc : Argens orange, Gapeau limite rouge, Collobrières HS 09/02/2014 au 11/02/2014 : Vigilance orange sur Gapeau

6 Plan Introduction - Contexte - Présentation de la zone d'étude - Épisodes étudiés 1. La problématique neige 2. Évaluation des lames d'eau Panthère et Antilope par rapport aux pluviomètres des postes climatologiques 3. Évaluation de l'apport des nouvelles lames d'eau dans les modèles hydrologiques Conclusion

7 1. La problématique neige Pas de traitement spécifique lors de chute de neige pour les radars X possibilité de forte surestimation (dans la bande brillante) ou de sous-estimation des taux de pluie Incertitude supplémentaire dans la mesure au sol en cas de neige (réchauffage pluviomètre ) Classe du site Vent faible (< 5m/s) Vent moyen (5<>10 m/s) Vent fort (>10 m/s) 1 et 2 )30% à + 0% -50% à -10% -80% à -30% 3 et 4-30% à +0% -60% à -10% -80% à -30% Source : Fiches pratiques du Schapi/DSO

8 1. La problématique neige Pas de traitement spécifique lors de chute de neige pour les radars X possibilitéde forte surestimation (dans la bande brillante) ou de sous-estimation des taux de pluie Incertitude supplémentaire dans la mesure au sol en cas de neige (réchauffage pluviomètre;) Classe du site Vent faible (< 5m/s) Vent moyen (5<>10 m/s) Vent fort (>10 m/s) 1 et 2 )30% à + 0% -50% à -10% -80% à -30% 3 et 4-30% à +0% -60% à -10% -80% à -30% Source : Fiches pratiques du Schapi/DSO Souhait de la DSO : choix d événements en priorité sans neige

9 1. La problématique neige Pas de traitement spécifique lors de chute de neige pour les radars X possibilitéde forte surestimation (dans la bande brillante) ou de sous-estimation des taux de pluie Incertitude supplémentaire dans la mesure au sol en cas de neige (réchauffage pluviomètre;) Classe du site Vent faible (< 5m/s) Vent moyen (5<>10 m/s) Vent fort (>10 m/s) 1 et 2 )30% à + 0% -50% à -10% -80% à -30% 3 et 4-30% à +0% -60% à -10% -80% à -30% Source : Fiches pratiques du Schapi/DSO Souhait de la DSO : choix d<événements en priorité sans neige Calcul de l'iso0 sur tous nos événements - par les données de températures des stations automatiques - par l'analyse ARPEGE de l'iso0 - par la prévision ARPEGE 06h de l'iso0

10 1. La problématique neige (radar) Les deux zones choisies : ARGENS & VAR Calcul du gradient de T entre les deux stations iso0=z1- T1/gradz(T) Application du gradient adiabatique humide de T entre 892m et 2500m (station virtuelle) iso0=z1- T1/(-6.5)

11 1. La problématique neige iso0 VAR _ iso0 ARGENS _ iso0 (m) SA - analyse ARP - prévi 06h ARP nov. 04 nov. 06 nov. 08 nov. 10 iso0 (m) nov. 04 nov. 06 nov. 08 nov. 10 Légende - Station automatique - Analyse ARP - Prévision 06h ARP temps (h) temps (h) Lame d'eau Antilope V1 Var Amont Lame d'eau Antilope V1 Aille lame d'eau (mm/h) temps(h) lame d'eau (mm/h) temps(h) Sur tout l événement, l iso0 est audessus de 2200m Lame d'eau Antilope V1 Vesubie Lame d'eau Antilope V1 Endre lame d'eau (mm/h) lame d'eau (mm/h) temps(h) temps(h)

12 1. La problématique neige iso0 VAR _ iso0 ARGENS _ iso0 (m) SA - analyse ARP - prévi 06h ARP ven. sam. dim. lun. temps (h) iso0 (m) ven. sam. dim. lun. temps (h) Légende - Station automatique - Analyse ARP - Prévision 06h ARP Lame d'eau Antilope V2 Var Amont Lame d'eau Antilope V2 Aille lame d'eau (mm/h) temps(h) Lame d'eau Antilope V2 Vesubie lame d'eau (mm/h) temps(h) Lame d'eau Antilope V2 Endre Sur une majorité de l événement, l iso0 est aux environs de 1700m lame d'eau (mm/h) lame d'eau (mm/h) temps(h) temps(h)

13 Plan Introduction - Contexte - Présentation de la zone d'étude - Épisodes étudiés 1. La problématique neige 2. Évaluation des lames d'eau Panthère et Antilope par rapport aux pluviomètres des postes climatologiques 3. Évaluation de l'apport des nouvelles lames d'eau dans les modèles hydrologiques Conclusion

14 2. Évaluation lames d'eau radar par rapport aux pluviomètres des postes climatologiques - Comparaison effectuée entre les pluviomètres des postes climatologiques et les pixels radar correspondant - Les pluviomètres choisis sont les pluviomètres des stations climatologiques sur le territoire du SPC Med-Est 33 pluviomètres 37 jours (11 événements) Cumuls de précipitation 24H NB : Aucune lame d eau radar testée n a utilisé ces observations

15 2. Évaluation lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques L'évaluation des lames d'eau radar est effectuée selon les scores suivants : - médiane du rapport Radar/Pluvio - dispersion : pourcentage du rapport Radar/Pluvio compris entre 0.8 et 1.25 (cf : contrôles opérationnels de la DSO)

16 2. Évaluation lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques L'évaluation des lames d'eau radar est effectuée selon les scores suivants: - médiane du rapport Radar/Pluvio - dispersion: pourcentage du rapport Radar/Pluvio compris entre 0.8 et 1.25 (cf: contrôles opérationnels de la DSO) Pour les seuils : RR pluvio 24H >=1 mm 2<= RR pluvio 24H < 10 mm RR pluvio 24H >=10 mm RR pluvio 24H >= 20 mm

17 2. Évaluation lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques L'évaluation des lames d'eau radar est effectuée selon les scores suivants: - médiane du rapport Radar/Pluvio - dispersion: pourcentage du rapport Radar/Pluvio compris entre 0.8 et 1.25 (cf: contrôles opérationnels de la DSO) Pour les seuils: RR pluvio24h >=1 mm 2<= RR pluvio24h < 10 mm RR pluvio24h >=10 mm RR pluvio24h >= 20 mm Pour les lames d eau : Panthère avec/sans radar X Antilope V2 avec/sans radar X

18 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthère sans Radar X Pluvio24H >= 10mm

19 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthère sans Radar X Pluvio24H >= 10mm

20 Plan Introduction - Contexte - Présentation de la zone d'étude - Épisodes étudiés 1. La problématique neige 2. Évaluation des lames d'eau Panthère et Antilope par rapport aux pluviomètres des postes climatologiques 3. Évaluation de l'apport des nouvelles lames d'eau dans les modèles hydrologiques Conclusion

21 3. Évaluation de l'apport des nouvelles lames d'eau dans les modèles hydrologiques 3.1 L'hydrométrie Travail préalable sur les données hydrométriques : Réactualisation des courbes de tarage sur Entrevaux et Cros d'utelle utilisation du logiciel BaRaTin (Bayesian RATINg curve) : prise en compte des incertitudes liés aux jaugeages utilisation des logiciels HEC-RAS & Mascaret: pente aval, Strickler, profils en long Réévaluation des débits sur ces deux stations et quantification des incertitudes

22 3. Évaluation de l'apport des nouvelles lames d'eau dans les modèles hydrologiques 3.2 L'évaluation hydrologique Évaluer l'apport des nouvelles lames d'eau dans les modèles hydrologiques : - modèle 1D : GR (pluie de bassin moyennée) - modèles 2D : Marine, SCS (pluie distribuée au km²) À travers des scores de type NASH... Sous réserve que ces modèles soit assez physiques et fins pour détecter des différences significatives entre lames d'eau...

23 Ressenti après deux mois de stage Intérêt de la confrontation à l opérationnel avec de multiples sources d incertitudes Nombreux liens avec des partenaires comme : DREAL, CEREMA, IRSTEA Stage bien trop court!!

24 Forum Radar 2014 Merci pour votre attention Avez-vous des questions ou des suggestions?

25 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthère sans Radar X Pluvio 24H >= 1mm

26 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthère sans Radar X Pluvio24H >= 1mm

27 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthere sans Radar X 2 <= Pluvio24H < 10mm

28 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthère sans Radar X 2 <= Pluvio24H < 10mm

29 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthere sans Radar X Pluvio24H >= 20mm

30 1. Comparaison lames d'eau radar avec les pluviomètres des postes climatologiques Panthère sans Radar X Pluvio24H >= 20mm

31 3.1 Hydrométrie Logiciel HEC-RAS: courbe de tarage sur Cros d<utelle pour différents coefficients de Strickler ~20% d<écart

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