mini projet hydro logie

1Ecole hassania des travaux publics Annee academique :2015/2016

D

epartement ponts chauss

ees et tranports Le 19/11/2015

Hydrologie Op

erationnelle

Mini projet d'Hydrologie

Caracterisation du sous basin versant N 2 du grand bassin de Bouregreg

Prepare par :. Al abdali Abdelhamid

. Ghazali Yassine

. Maarouf Marouane

Classe : 2GC1 Encadre par :. Mme N.Seghir

Sommaire:

1 Introduction 5

2 Presentation du basin versant: 7

2.1 Localistation du basin versant dans la carte : . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2 Caracteristiques physiographiques du bassin versant . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3 Le schema du bassin versant : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.4 La supercie et le perimetre du bassin versant : . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.5 Parametres de forme : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.5.1 Indice de Gravelius : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.5.2 Indice de compacite de Horton : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.6 Parametres de relief : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.7 Courbe Hypsometrique: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.8 Les altitudes caracterisant le bassin versant : . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.8.1 Altitude moyenne du bassin versant : . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.8.2 Altitude mediane : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.8.3 Altitude minimale : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.8.4 Altitude maximale : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.8.5 Mode (ou Altitude la plus frequente) : . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.8.6 Rectangle equivalent (ou carre equivalent): . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.9 Les pentes caracterisant le bassin versant : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.9.1 Pente moyenne du bassin : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.9.2 Indice de pente de roche: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.9.3 Indice de pente globale : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.9.4 Indice de pente classique : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.9.5 La denivelee specique : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.10 Caracteristiques du reseau de drainage : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.10.1 Ordre du cours d'eau : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.10.2 Rapport de conuence (ou de bifurcation) : . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.11 Le temps de concentration : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.11.1 Formule de Giandotti: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.11.2 Formule de Turazza: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.11.3 Formule de Kirpich: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.11.4 Formule de Ventura: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.11.5 Formule de Van Te Chow: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.11.6 Formule Espagnole: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.11.7 Formule de Dujardin: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.11.8 Formule de Soggreah: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3

4 SOMMAIRE:

3 Conclusion 17

Chapter 1

Introduction

Dans le cadre du du cours d'hydrologie operationnelle et pour nous initier au monde

professionnel, nous etions appeles a eectuer une etude hydrologique du basin versant N2Ce document constitue synthese de cette etude hydrologique qui s'etalait sur plusieurs

parties .

On a fait une etude globale du basin versant N2 .Nous avons determine ainsi ses car-acteristiques physiographiques, morphologiques, topographiques.

Pour commencer la delimitation de notre bassin on doit d'abord identier l'exutoire sur la

carte. L'etape suivante consiste a reperer tous les cours d'eau qui alimentent le cours d'eau

principal et qui sont caracterises par une altitude superieure a 200 m. La ligne de partage

des eaux doit necessairement passer par les points de cre^te. Cette ligne ne doit pas couper

les chevelus de notre bassin ni d'un autre reseau hydraulique.Le bassin a ete delimite avec

le logiciel Argis.

Ce mini projet a pour but l'analyse du comportement hydrologique du bassin a travers la

determination de ses facteurs physiographiques ainsi que ses parametres d'ecoulement.

Finalement nous tenons a remercier notre professeur d'hydrologie operationnelle, pour son

devouement incontournable tout au long du cours, pour nous doter d'un bagage considerable

autour de la matiere.

5

6 CHAPTER 1. INTRODUCTION

.

Listes des notations utilises

dans ce mini projet:

X : L'abscisse dans le systmeme Lambert Nord.

Y : L'ordonnee dans le systmeme Lambert Nord.

L:E:P : Longueur d'eau principale.

K

G

: Indice de Gravelius.

K

H

: Indice de Horton.

H

moy

: Altitude moyenne du bassin versant .

H

50%

: Altitude mediane .

H

min

: Altitude minimale .

H

max

: Altitude maximale .

H

mode

: Mode.

L

eq

: Longueur du rectangle equivalent .

`

eq

: Largeur du rectangle equivalent.

P

moy

: Pente moyenne du bassin versant.

I

r

: Indice de pente de roche .

I

g

: Indice de pente globale.

D

s

: Denivellation specique .

R

c

: Rapport de conuence.

n : Ordre de cours d'eau .

t

c

: Temps de concentration .

Chapter 2

Presentation du basin versant:

2.1 Localistation du basin versant dans la carte :

Le bassin versant N

2 est situe sur le sud-est de la ville de Oulm

es , et est localise sur

la carte dans le systeme Lambert Nord aux coordonnees suivantes :

(

X = 464:914 en km

Y = 297:174 en km

(2.1)

Les gures ci-dessous , obtenue par google-maps et the world coordinate

converter, represente en 2D et en 3D le bassin versant qu'on va etudier dans ce mini

projet :

Figure 1Localisation du bassin versant en 2D

7

8 CHAPTER 2. PR

ESENTATION DU BASIN VERSANT:

Figure 2Vue d'ensemble de la region qui entoure le bassin versant en 3D

De me^me ,la gure suivante , obtenue par google-maps et the world coordinate

converter, represente en 3D le relief du notre bassin versant:

Figure 3Le relief du bassin versant en 3D

2.2 Caracteristiques physiographiques du bassin

versant

On distingue trois groupes de parametres caracterisant un bassin versant :

1. Les parametres physiques de forme, de relief et de pente.

2.3. LE SCH

EMA DU BASSIN VERSANT : 9

2. Les parametres du reseau de drainage.

3. Les parametres du sol et de vegetation.

2.3 Le schema du bassin versant :

Les deux gures suivantes montrent notre basin versant a la n du traitement :

Figure 4Le schema du bassin versant

Figure 5Zoom

Certains coecients qui caracterisent la geometrie du bassin sont deja calcules, on

propose de refaire le calcul d'abord pour valider ces valeurs et pour rappeler les expressions

litterales a titre indicatif.

Pour la suite de cette etude nous adopterons les valeurs suivantes :

10 CHAPTER 2. PR


2.4 La superficie et le perime`tre du bassin versant :

Pour calculer la surface, le perimetre du bassin ainsi que la longueur du cours d'eau princi-

pal. Nous avons utilise le logiciel ArcGIS. Il s'agit d'un systeme d'information geographique

qui sert a gerer, visualiser, cartographier, interroger et analyser toutes les donnees disposant

d'une composante spatiale. Grace a ce mini projet nous avons pu savoir comment manipuler

un tel logiciel qui peut nous servir dans notre parcours professionnel.

Surface(en km

2

) P erimetre(en km) L:E:P

1

(en km)

Bassin versant 381,3246 49.3661 17.3357

Le logiciel ArcMap

R

nous a procure l'ordre du reseau hydrographique an de car-

acteriser l'importance de son developpement. Nous allons presenter ces resultats dans un

paragraphe ulterieur.

A propos des parametres du sol et de la vegetation, le support de donnees ne nous permet

pas de valoriser ces parametres, toutefois nous avons realise une recherche a la marge de

ce qui est demande dans l'enonce. Nous aurons l'occasion, de presenter le fruit de cette

recherche dans les paragraphes qui suivent.

Par ailleurs, nous allons determiner dans le paragraphe suivant les dierentes car-

acteristiques physiques et morpho-metriques :

2.5 Parame`tres de forme :

2.5.1 Indice de Gravelius :

Cet indice est donne par la relation :

K

G

=

0; 28P

p

A

=

0; 28 49:3661

p

381:3246

= 0:7078

(2.2)

2.5.2 Indice de compacite de Horton :

Cet indice est le rapport de la largeur moyenne du bassin versant a la longueur de son

CEP, et est donne par la relation :

K

H

=

A

L

2

=

381:3246

17:3357

2

= 1:2688

(2.3)

On a : K

G

1:15 et K

H

1 ,on peut conclure donc que le bassin est de type B.

2.6 Parame`tres de relief :

Les parametres de relief permettent de connaitre la repartition des surfaces(les S

i

en

km

2

) d'un bassin versant, en fonction de l'altitude en m .Le tableau suivant represente le

tableau hypsometrique :

2.7. COURBE HYPSOM

ETRIQUE: 11

Altitude (m) Alti(moy) Si

Si

(%) S. Cum S. Cum (%)

944944 944 0,0072 0,0019 0,0072 0,0019

944 983,13 963,56 5,1458 1,3494 5,1531 1,35

983,13 1022,27 1002,7 28,6624 7,5165 33,8156 8,86

1022,27 1061,4 1041,83 63,5917 16,6765 97,4073 25,54

1061,4 1100,53 1080,96 57,9509 15,1972 155,3582 40,74

1100,537 1139,67 1120,1 66,6413 17,4762 221,9996 58,21

1139,67 1178,8 1159,23 67,8787 17,8007 289,8783 76,02

1178,8 1217,93 1198,36 35,6425 9,3470 325,5209 85,37

1217,93 1257,06 1237,5 25,1178 6,5870 350,6388 91,95

1257,06 1296,2 1276,63 15,7432 4,1285 366,3820 96,08

1296,2 1335,33 1315,76 6,8635 1,7999 373,2456 97,88

1335,33 1374,46 1354,9 3,5518 0,9314 376,7975 98,81

1374,46 1413,6 1394,03 2,2708 0,5955 379,0683 99,41

1413,6 1452,73 1433,16 1,0189 0,2672 380,0873 99,68

1452,73 1491,86 1472,3 0,5240 0,1374 380,6114 99,81

1491,86 1531 1511,43 0,7132 0,1870 381,3246 100

1531 1532 1531 0,000 0,000 381,3246 100

2.7 Courbe Hypsome`trique:

La courbe hypsometrique se trace en representant en abscisse le pourcentage de la

surface totale du bassin qui se trouve au dessus des altitudes portees en ordonnees:

Figure 6La courbe hypsometrique

12 CHAPTER 2. PR


Figure 7Diagramme hypsometrique

Figure 8Repartitions des surfaces

Ces courbes permettent de relever des altitudes caracteristique du relief.

2.8 Les altitudes caracterisant le bassin versant :

2.8.1 Altitude moyenne du bassin versant :

Elle est denie par la relation suivante :

2.8. LES ALTITUDES CARACT

ERISANT LE BASSIN VERSANT : 13

H

moy

=

1

S

n

X

i=1

S

i

H

i

+H

i+1

2

(2.4)

Avec:

S =

n

X

i=1

S

i

(2.5)

Soit :

H

moy

= 1128:09 m (2.6)

2.8.2 Altitude mediane :

Elle correspond au point d'abscisse 50 % sur la courbe hypsometrique.

H

50%

= 1178:80 m (2.7)

2.8.3 Altitude minimale :

H

min

= 944 m (2.8)

2.8.4 Altitude maximale :

H

max

= 1531 m (2.9)

2.8.5 Mode (ou Altitude la plus frequente) :

Elle est relevee sur le diagramme hypsometrique et correspond au milieu de la tranche

d'altitude a laquelle correspond le maximum de supercie.

H

mode

= 944 m (2.10)

2.8.6 Rectangle equivalent (ou carre equivalent):

Le bassin versant rectangulaire resulte d'une transformation geometrique du bassin

reel.Les courbes de niveau deviennent des droites paralleles au petit co^te du rectangle.

Cette assimilation nous permet de le comparer a un autre.

Puisque K

G

1:12,le bassin est presque circulaire ,et la transformation geometrique en

rectangle equivalent n'est plus possible,le bassain sera assimile a un carre tel que :

L

eq

=

p

S (2.11)

A.N :

L

eq

= 19:5274 km (2.12)

Pour tracer le carre equivalent, on propose de se ramener a un rectangle schematique de

350 de longueur avec des tranches de largeurs calculees comme suivant :

14 CHAPTER 2. PR


Tranche (m) Si

Di

=Si

=L

eq

L

i

= 350D

i

(%)

1 0,007278439 0,00037268 0,005962879

2 5,145856399 0,263484711 4,21575537

3 28,66249293 1,467613565 23,48181704

4 63,59172186 3,25610455 52,0976728

5 57,95093161 2,967277604 47,47644167

6 66,64138782 3,412257441 54,59611905

7 67,87872246 3,475613029 55,60980846

8 35,64251596 1,825013618 29,20021789

9 25,11789312 1,286118439 20,57789503

10 15,74326364 0,806106689 12,89770702

11 6,863568012 0,351437174 5,622994787

12 3,55187825 0,181867806 2,909884895

13 2,270872979 0,116276138 1,860418212

14 1,018981465 0,05217519 0,834803044

15 0,524047611 0,026832955 0,42932728

16 0,713287026 0,036522633 0,584362131

17 0 0 0

Figure 9le rectangle equivalent

2.9 Les pentes caracterisant le bassin versant :

2.9.1 Pente moyenne du bassin :

P

moy

= 2

H

m

L

= 130:17m=km (2.13)

2.10. CARACT

ERISTIQUES DU R

ESEAU DE DRAINAGE : 15

2.9.2 Indice de pente de roche:

I

r

=

1

q

L

eq

n

X

i=1

q

S

i

(H

i+1

+H

i

) = 73:01% (2.14)

2.9.3 Indice de pente globale :

I

g

= 2

D

u

L

eq

= 0:063% (2.15)

Car:

D

u

= H

5%

H

95%

= 1512:25 963:2 = 549:05 m (2.16)

D'apres l'IRD (l'Institut de Recherche et Developpement en France), comme Ig=0.063%,

on est dans une zone a ondulation du terrain.

2.9.4 Indice de pente classique :

P

moy

=

H

max

H

min

L

eq

= 33; 871m=km (2.17)

2.9.5 La denivelee specifique :

D

s

= I

g

p

S = 1230:227m (2.18)

Ainsi, apres correction de la surface (Ds 500m) on retrouve que le relief est tres fort.

2.10 Caracteristiques du reseau de drainage :

2.10.1 Ordre du cours deau :

L'ordre du cours d'eau dans ce basin est : n = 3

2.10.2 Rapport de confluence (ou de bifurcation) :

Il est donne par la formule :

R

c

=

1

n 1

n

X

i=1

R

ci

=

1

n 1

n

X

i=1

N

i

N

i+1

(2.19)

N

i

: le nombre de troncons de cours d'eau d'un meme ordre i .

Conclusion : Rc = 4 5 =) Le bassin est de type Ch^ene.

2.11 Le temps de concentration :

A partir des formules empiriques donnees dans le cours, on retrouve :

2.11.1 Formule de Giandotti:

t

c

=

4

p

S + 1:5L

0:8

p

H

m

= 5:64 h (2.20)

16 CHAPTER 2. PR


2.11.2 Formule de Turazza:

t

c

=

0:108

3

p

SL

p

I

= 11; 235 h (2.21)

2.11.3 Formule de Kirpich:

t

c

= 0:945

L

1:155

H

0:385

= 3:140 h (2.22)

2.11.4 Formule de Ventura:

t

c

= 0:1272

s

S

I

= 18; 64 h (2.23)

2.11.5 Formule de Van Te Chow:

t

c

=

0:868

L

3

H

!

0:385

= 7; 167 h (2.24)

2.11.6 Formule Espagnole:

t

c

= 0:3

L

I

0:25

0:77

= 16; 47 h (2.25)

2.11.7 Formule de Dujardin:

t

c

= 1:87

S

0:35

C

0:2

I

0:4

= 7; 1548 h (2.26)

2.11.8 Formule de Soggreah:

t

c

= 0:9

S

0:35

p

C

0:35

I

= 5; 1224 h (2.27)

Ces veleurs donnent des valeurs dierentes .On peut prendre comme t

c

la moyenne arrondie

entre les valeurs calculees qui se rapprochent .

Chapter 3

Conclusion

Grace a ce mini projet nous avons pu etablir une etude globale du comportement

hydrologique du bassin versant N

2 a travers l'analyse de ses diverses caracteristiques

physiographiques et celles relatives a l'ecoulement, nous avons aussi decouvert l'importance

d'une etude hydrologique preliminaire avant toute realisation d'ouvrage hydraulique. An

de mener a bien notre etude nous etions oblige de savoir manipuler le logiciel Arcgis ce

qui ne sera que tres utile dans notre parcours professionnel.

Nous remercions encore notre professeur Mme. Seghir, pour nos avoir oert cette

chance de mettre en pratique nos connaissances en Hydrologie.

17

mini projet hydro logie

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