Géomorphologie des bassins versants et acheminement des flux

La géomorphologie des bassins versants caractérise la forme des bassins et des réseaux de drainage, et l'acheminement des flux décrit la manière dont les ondes de crue se déplacent et s'atténuent à travers les cours d'eau et les réservoirs.

Definition

La géomorphologie des bassins versants est l'étude quantitative de la forme, du relief et du réseau de drainage d'un bassin ; l'acheminement des flux est le calcul de la manière dont un hydrogramme de crue change en magnitude et en chronologie lorsqu'il traverse un tronçon de cours d'eau ou un réservoir.

Scope

Ce sujet aborde la description quantitative des réseaux de drainage et la morphométrie des bassins, leur influence sur la réponse hydrologique, ainsi que l'acheminement hydrologique et hydraulique des ondes de crue à travers les cours d'eau et les zones de stockage. Il établit un lien entre la structure physique des bassins versants et le moment et la forme de leur écoulement.

Core questions

• Comment les réseaux de drainage et les bassins sont-ils décrits quantitativement ?
• Comment la forme du bassin influence-t-elle la réponse hydrologique ?
• Comment les ondes de crue s'atténuent-elles et se décalent-elles lorsqu'elles se déplacent vers l'aval ?
• Comment les méthodes d'acheminement hydrologique et hydraulique sont-elles appliquées ?

Key concepts

• Ordre des cours d'eau et rapport de bifurcation
• Densité de drainage
• Morphométrie et relief du bassin
• Temps de concentration
• Acheminement hydrologique (Muskingum)
• Acheminement hydraulique (Saint-Venant)

Key theories

Morphométrie quantitative des réseaux de drainage

Horton, affiné plus tard par Strahler, a établi des lois sur l'ordre des cours d'eau, la bifurcation et la densité de drainage qui quantifient la structure du réseau et relient la forme du bassin au comportement érosif et hydrologique.

Hydrogramme unitaire instantané géomorphologique

Rodriguez-Iturbe et Valdes ont dérivé la fonction de réponse du bassin versant à partir de la structure géomorphologique de son réseau de drainage, reliant directement la forme du bassin à l'hydrogramme et facilitant la prédiction dans les bassins non jaugés.

Acheminement des crues

Les méthodes d'acheminement hydrologique (telles que Muskingum) et l'acheminement hydraulique basées sur les équations de Saint-Venant calculent la translation et l'atténuation des ondes de crue vers l'aval à travers les cours d'eau et les réservoirs.

Clinical relevance

La morphométrie des réseaux de drainage et l'acheminement des flux sont utilisés pour estimer la chronologie et le pic des crues, concevoir et exploiter des cours d'eau et des réservoirs pour le contrôle des crues, transférer des informations hydrologiques vers des bassins non jaugés, et fournir les composants d'acheminement des flux dans les cours d'eau des modèles hydrologiques distribués.

History

Les lois de Horton de 1945 ont lancé la morphométrie quantitative des bassins versants, étendue par Strahler et d'autres ; les méthodes d'acheminement des crues se sont développées en parallèle tout au long du 20e siècle, et l'hydrogramme unitaire instantané géomorphologique de 1979 a fusionné la structure du réseau avec la réponse hydrologique.

Key figures

• Robert E. Horton
• Arthur N. Strahler
• Ignacio Rodriguez-Iturbe

Seminal works

• horton1945
• rodriguez1979
• chow1988

Frequently asked questions

Qu'est-ce que l'ordre des cours d'eau ?

L'ordre des cours d'eau est une numérotation des canaux dans un réseau de drainage selon leur position dans la hiérarchie : les plus petits cours d'eau non ramifiés sont de premier ordre, et l'ordre augmente lorsque des cours d'eau d'ordre égal se rejoignent, fournissant ainsi une mesure de la taille et de la structure du réseau.

Que calcule l'acheminement des flux ?

L'acheminement calcule comment un hydrogramme de crue change lorsqu'il se déplace à travers un tronçon de rivière ou un réservoir, se décalant généralement dans le temps et abaissant et élargissant son pic à mesure que l'onde est retardée et stockée, ce qui est essentiel pour la prévision des crues en aval et l'exploitation des réservoirs.