Hydrotel, un modèle hydrologique distribué pouvant bénéficier des données fournies par la télédétection et les systèmes d'information géographique

Abstract

Les processus hydrologiques variant dans l'espace et dans le temps en fonction de la variabilité spatio-temporelle des entrées météorologiques et de l'occupation du sol ainsi que de la variabilité spatiale de la topographie et de la nature du terrain, un modèle conçu pour bénéficier des données provenant de la télédétection et des SIG a été développé. Les principaux objectifs poursuivis étaient: l'application au plus grand nombre de bassins possible, une sélection d'algorithmes permettant de tenir compte des données disponibles, un minimum d'étalonnage, la facilité de transfert d'un bassin à l'autre, la programmation des algorithmes sur micro-ordinateur avec une interface très conviviale.La structure d'écoulement à l'intérieur d'un bassin versant est obtenue de manière informatisée à partir d'une discrétisation des altitudes rencontrées dans la zone d'intérêt, en mailles carrées de dimensions données, d'où l'on tire les pentes et les orientations de chaque maille, puis le bassin versant en amont de la maille identifiée comme exutoire, le réseau hydrographique, les sous-bassins versants et, finalement, les unités hydrologiques relativement homogènes (UHRH), définies sur la base de ces sous-bassins, en les regroupant ou les divisant au besoin. Un logiciel spécifique pour ce faire a été développé: PHYSITEL.Selon la conception très modulaire adoptée pour HYDROTEL, chaque sous-modèle offre généralement plus d'une option de simulation, afin de tenir compte des données disponibles sur le bassin versant traité. Les simulations peuvent être réalisées en considérant comme unité de simulation du bilan hydrologique vertical les mailles originales constituant le bassin ou les UHRH.Des exemples de simulation des débits à l'aide du modèle HYDROTEL sur divers bassins versants situés au Canada (Québec, Ontario, Colombie-Britannique) et dans le sud de la France sont présentés. Ces simulations indiquent que les différents algorithmes du modèle réagissent bien et qu'il est possible de considérer son application sur des bassins très divers situés sous des conditions climatiques variées. Des tests plus poussés sont en cours afin de mieux cerner la sensibilité des divers algorithmes aux données d'entrée ainsi que leur interchangeabilité.As hydrological processes vary both in space and time as a function of meteorological inputs, land-use, topography and soil type, to mention only those, a model able to make the best use of data from remote sensing and geographic information systems (GIS) has been developed. One of the objectives in developing HYDROTEL was to be able to apply the model to as many watersheds as possible, with a minimum of calibration. Also, as the availability of data varies both in type and density from watershed to watershed, it was considered necessary to develop a model offering a choice of algorithms allowing adaptation of the model to data availability on various watersheds. Another objective was to program HYDROTEL on a micro-computer with a user-friendly interface.The complete drainage structure of a watershed is...

An evaluation of the Canadian global meteorological ensemble prediction system for short-term hydrological forecasting

“…The study resorts to the operational flow forecasting system put together by the Centre d'expertise hydrique du Québec (CEHQ) for public dam management (Turcotte et al, 2004), which relies on the hydrological model Hydrotel (Fortin et al, 1995). This system uses 3-h time steps to perform shortterm forecasts on small watersheds located upstream of dams with quick hydrological responses.…”

“…Hydrotel is a spatially distributed hydrological model with physical bases that performs independent simulations on relatively homogenous hydrological unit (RHHU), taking into account the spatial variability of topography, land use, soil type and meteorological variables within a basin (Fortin et al, 1995). A three-layer vertical water budget takes into account most of the macro-processes in action for infiltration and redistribution of soil-water within RHHU columns.…”

A comparison between ensemble and deterministic hydrological forecasts in an operational context

“…HYDROTEL (Fortin et al, 1995(Fortin et al, , 2001) is a physics-based distributed hydrological model. It is used operationally as a short term forecasting tool by Hydro-Québec as well as by the Québec provincial government.…”

Assessment of the Impact of Subsurface Agricultural Drainage on Soil Water Storage and Flows of a Small Watershed

“…These regional values were established from the meteorological data in the database for the HYDROTEL model [56][57][58] applied to the Beaurivage watershed [59]. In this last application, precipitation and temperature were weighted means of the three stations nearest to the study site and the potential evapotranspiration was calculated with the equation developed at Hydro-Québec [57].…”