Mini Projet Hydro Logie

1

Ecole hassania des travaux publics Departement ponts chaussees et tranports Hydrologie Operationnelle

Annee academique :2015/2016 Le 19/11/2015

Mini projet d'Hydrologie

Caract´ erisation du sous basin versant N 2 du grand bassin de Bouregreg

  

Pr´ epar´ e par : . Al abdali Abdelhamid . Ghazali Yassine . Maarouf Marouane Classe : 2GC1 Encadr´ e par : . Mme N.Seghir

2

Sommaire: 1 Introduction

5

2 Pr´ esentation du basin versant:

7

2.1 Localistation du basin versant dans la carte : . . . . 2.2 Caracteristiques physiographiques du bassin versant 2.3 Le schema du bassin versant : . . . . . . . . . . . . . 2.4 La super cie et le perimetre du bassin versant : . . 2.5 Parametres de forme : . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1 Indice de Gravelius : . . . . . . . . . . . . . 2.5.2 Indice de compacite de Horton : . . . . . . 2.6 Parametres de relief : . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Courbe Hypsometrique: . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 Les altitudes caracterisant le bassin versant : . . . . 2.8.1 Altitude moyenne du bassin versant : . . . . 2.8.2 Altitude mediane : . . . . . . . . . . . . . . 2.8.3 Altitude minimale : . . . . . . . . . . . . . . 2.8.4 Altitude maximale : . . . . . . . . . . . . . . 2.8.5 Mode (ou Altitude la plus frequente) : . . . 2.8.6 Rectangle equivalent (ou carre equivalent): . 2.9 Les pentes caracterisant le bassin versant : . . . . . . 2.9.1 Pente moyenne du bassin : . . . . . . . . . . 2.9.2 Indice de pente de roche: . . . . . . . . . . . 2.9.3 Indice de pente globale : . . . . . . . . . . . . 2.9.4 Indice de pente classique : . . . . . . . . . . . 2.9.5 La denivelee speci que : . . . . . . . . . . . 2.10 Caracteristiques du reseau de drainage : . . . . . . . 2.10.1 Ordre du cours d'eau : . . . . . . . . . . . . . 2.10.2 Rapport de con uence (ou de bifurcation) : . 2.11 Le temps de concentration : . . . . . . . . . . . . . . 2.11.1 Formule de Giandotti: . . . . . . . . . . . . 2.11.2 Formule de Turazza: . . . . . . . . . . . . . 2.11.3 Formule de Kirpich: . . . . . . . . . . . . . . 2.11.4 Formule de Ventura: . . . . . . . . . . . . . 2.11.5 Formule de Van Te Chow: . . . . . . . . . . 2.11.6 Formule Espagnole: . . . . . . . . . . . . . 2.11.7 Formule de Dujardin: . . . . . . . . . . . . . 2.11.8 Formule de Soggreah: . . . . . . . . . . . . 3

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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7 8 9 10 10 10 10 10 11 12 12 13 13 13 13 13 14 14 15 15 15 15 15 15 15 15 15 16 16 16 16 16 16 16

4 3 Conclusion

SOMMAIRE:

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 N 2 Ce document constitue synthese de cette etude hydrologique qui s'etalait sur plusieurs parties . On a fait une etude globale du basin versant N 2 .Nous avons determine ainsi ses caracteristiques physiographiques, morphologiques, topographiques. Pour commencer la delimitation de notre bassin on doit d'abord identi er 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 cr^ete. 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 utilis´ es dans ce mini projet: X Y L:E:P K K H H50% H H H L ` P I I D R n t G

H

moy

min

max

mode

eq

eq

moy

r

g

s

c

c

: : : : : : : : : : : : : : : : : : :

L'abscisse dans le systmeme Lambert Nord. L'ordonnee dans le systmeme Lambert Nord. Longueur d'eau principale. Indice de Gravelius. Indice de Horton. Altitude moyenne du bassin versant . Altitude mediane . Altitude minimale . Altitude maximale . Mode. Longueur du rectangle equivalent . Largeur du rectangle equivalent. Pente moyenne du bassin versant. Indice de pente de roche . Indice de pente globale. Denivellation speci que . Rapport de con uence. Ordre de cours d'eau . Temps de concentration .

Chapter 2 Pr´ esentation 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 Oulmes , et est localise sur la carte dans le systeme Lambert Nord aux coordonnees suivantes :

(

X = 464:914 Y = 297:174

en km 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 1 Localisation du bassin versant en 2D

7

 CHAPTER 2. PRESENTATION DU BASIN VERSANT:

8

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

De m^eme ,la gure suivante , obtenue par google-maps et the world coordinate converter, represente en 3D le relief du notre bassin versant:

Figure 3 Le relief du bassin versant en 3D

2.2

Caract´ eristiques 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 SCHEMA DU BASSIN VERSANT :

9

2. Les parametres du reseau de drainage. 3. Les parametres du sol et de vegetation.

2.3

Le sch´ ema du bassin versant :

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

Figure 4 Le schema du bassin versant

Figure 5 Zoom

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 :

 CHAPTER 2. PRESENTATION DU BASIN VERSANT:

10

2.4

La superficie et le p´ erim` etre du bassin versant :

Pour calculer la surface, le perimetre du bassin ainsi que la longueur du cours d'eau principal. 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. Surf ace(en km2 ) Bassin

versant

P erimetre(en km)

381,3246

49.3661

L:E:P 1 (en km)

17.3357

R Le logiciel ArcMap nous a procure l'ordre du reseau hydrographique a n de caracteriser 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 caracteristiques physiques et morpho-metriques :

2.5

Param` etres 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

2.5.2

(2.2)

Indice de compacit´ e 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 L2

381:3246 17:33572 = 1:2688 On a : K  1:15 et K  1 ,on peut conclure donc que le bassin est de type B .

(2.3)

=

G

2.6

H

Param` etres de relief :

Les parametres de relief permettent de connaitre la repartition des surfaces(les S en km2 ) d'un bassin versant, en fonction de l'altitude en m .Le tableau suivant represente le i

tableau hypsometrique :

 2.7. COURBE HYPSOMETRIQUE:

Altitude (m)

944 944 944 983,13 983,13 1022,27 1022,27 1061,4 1061,4 1100,53 1100,537 1139,67 1139,67 1178,8 1178,8 1217,93 1217,93 1257,06 1257,06 1296,2 1296,2 1335,33 1335,33 1374,46 1374,46 1413,6 1413,6 1452,73 1452,73 1491,86 1491,86 1531 1531 1532

2.7

Alti(moy )

944 963,56 1002,7 1041,83 1080,96 1120,1 1159,23 1198,36 1237,5 1276,63 1315,76 1354,9 1394,03 1433,16 1472,3 1511,43 1531

11 S

i

0,0072 5,1458 28,6624 63,5917 57,9509 66,6413 67,8787 35,6425 25,1178 15,7432 6,8635 3,5518 2,2708 1,0189 0,5240 0,7132 0,000

S (%) i

0,0019 1,3494 7,5165 16,6765 15,1972 17,4762 17,8007 9,3470 6,5870 4,1285 1,7999 0,9314 0,5955 0,2672 0,1374 0,1870 0,000

S. Cum

0,0072 5,1531 33,8156 97,4073 155,3582 221,9996 289,8783 325,5209 350,6388 366,3820 373,2456 376,7975 379,0683 380,0873 380,6114 381,3246 381,3246

S. Cum (%)

0,0019 1,35 8,86 25,54 40,74 58,21 76,02 85,37 91,95 96,08 97,88 98,81 99,41 99,68 99,81 100 100

Courbe Hypsom` etrique:

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 6 La courbe hypsometrique

 CHAPTER 2. PRESENTATION DU BASIN VERSANT:

12

Figure 7 Diagramme hypsometrique

Figure 8 Repartitions des surfaces

Ces courbes permettent de relever des altitudes caract´eristique du relief.

2.8 2.8.1

Les altitudes caract´ erisant le bassin versant : Altitude moyenne du bassin versant :

Elle est de nie par la relation suivante :

 2.8. LES ALTITUDES CARACTERISANT LE BASSIN VERSANT : H

=

moy

1X n

S

S

H + H +1 i

i

i

=1

2

i

13 (2.4)

Avec: S=

X n

S

(2.5)

= 1128:09 m

(2.6)

i

i

Soit : H

2.8.2

moy

=1

Altitude m´ ediane :

Elle correspond au point d'abscisse 50 % sur la courbe hypsometrique. H50% = 1178:80 m

2.8.3

Altitude minimale : H

2.8.4

= 944 m

(2.8)

= 1531 m

(2.9)

min

Altitude maximale : H

2.8.5

(2.7)

max

Mode (ou Altitude la plus fr´ equente) :

Elle est relevee sur le diagramme hypsometrique et correspond au milieu de la tranche d'altitude a laquelle correspond le maximum de super cie. H

2.8.6

mode

= 944 m

(2.10)

Rectangle ´ equivalent (ou carr´ e´ equivalent):

Le bassin versant rectangulaire resulte d'une transformation geometrique du bassin reel.Les courbes de niveau deviennent des droites paralleles au petit c^ote du rectangle. Cette assimilation nous permet de le comparer a un autre. Puisque K  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 : G

L = eq

A.N :

p

S

L  = 19:5274 km eq

(2.11) (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 :

 CHAPTER 2. PRESENTATION DU BASIN VERSANT:

14 Tranche (m)

S

i

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

D =S =L  i

0,007278439 5,145856399 28,66249293 63,59172186 57,95093161 66,64138782 67,87872246 35,64251596 25,11789312 15,74326364 6,863568012 3,55187825 2,270872979 1,018981465 0,524047611 0,713287026 0

i

eq

0,00037268 0,263484711 1,467613565 3,25610455 2,967277604 3,412257441 3,475613029 1,825013618 1,286118439 0,806106689 0,351437174 0,181867806 0,116276138 0,05217519 0,026832955 0,036522633 0

L = 350D (%) i

i

0,005962879 4,21575537 23,48181704 52,0976728 47,47644167 54,59611905 55,60980846 29,20021789 20,57789503 12,89770702 5,622994787 2,909884895 1,860418212 0,834803044 0,42932728 0,584362131 0

Figure 9 le rectangle equivalent

2.9 2.9.1

Les pentes caract´ erisant le bassin versant : Pente moyenne du bassin : P

moy

=2

H = 130:17m=km L m

(2.13)

  2.10. CARACTERISTIQUES DU RESEAU DE DRAINAGE :

2.9.2

Indice de pente de roche: 1 Xq I =q S (H +1 + H ) = 73:01% n

r

i

L

eq i

2.9.3

i

i

=1

15

(2.14)

Indice de pente globale : I =2 g

D = 0:063% L

(2.15)

u

eq

Car:

D = H5%

H95% = 1512:25

u

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

H

max

min

L

= 33; 871m=km

(2.17)

eq

2.9.5

La d´ enivel´ ee sp´ ecifique : D =I s

p

g

S = 1230:227m

(2.18)

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

2.10

Caract´ eristiques du r´ eseau de drainage :

2.10.1

Ordre du cours d’eau :

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 : 1

R =

n

c

X n

1

R = ci

i

=1

1 n

X N n

1

i

i

=1 N +1

(2.19)

i

N : le nombre de troncons de cours d'eau d'un meme ordre i . Conclusion : Rc = 4  5 =) Le bassin est de type Ch^ ene. i

2.11

Le temps de concentration :

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

2.11.1

Formule de Giandotti: p 4 S + 1:5L p t = = 5:64 h 0:8 H c

m

(2.20)

 CHAPTER 2. PRESENTATION DU BASIN VERSANT:

16

2.11.2

Formule de Turazza: p 0:108 3 SL p t = = 11; 235 h c

2.11.3

Formule de Kirpich: t = 0:945 c

2.11.4

L1 155 = 3:140 h H 0 385 :

(2.22)

:

Formule de Ventura:

s

t = 0:1272 c

2.11.5

(2.21)

I

S = 18; 64 h I

(2.23)

Formule de Van Te Chow: !0 385 L3 t = 0:868 = 7; 167 h :

2.11.6

Formule Espagnole: t = 0:3

 L 0 77

(2.25)

S 0 35 = 7; 1548 h C 0 2I 0 4

(2.26)

S 0 35 t = 0:9 p = 5; 1224 h C 0 35 I

(2.27)

I 0 25 :

Formule de Dujardin: t = 1:87 c

2.11.8

:

= 16; 47 h

c

2.11.7

(2.24)

H

c

:

:

:

Formule de Soggreah: :

c

:

Ces veleurs donnent des valeurs dierentes .On peut prendre comme t la moyenne arrondie entre les valeurs calculees qui se rapprochent . c

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. A n 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