MODELISATION A FINE RESOLUTION SPATIALE DES INONDATIONS DANS UNE AGGLOMERATION URBAINE, PAR COUPLAGE D’UN MODELE HYDROLOGIQUE ET D’UN MODELE DE TRANSFERT EN RESEAU - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Poster De Conférence La Houille Blanche - Revue internationale de l'eau Année : 2018

GIS-BASED flood modelling and forecast in a large urban area by coupling hydrological and hydraulic models

MODELISATION A FINE RESOLUTION SPATIALE DES INONDATIONS DANS UNE AGGLOMERATION URBAINE, PAR COUPLAGE D’UN MODELE HYDROLOGIQUE ET D’UN MODELE DE TRANSFERT EN RESEAU

Résumé

This communication deals with a GIS-based urban flooding model operating at high spatial resolution (~10m) over a large urban conglomerate, for real-time forecasting purpose. Although floods involve multi-directional flows, 2D-models cannot be applied over a whole urban area, because these models require long computation times and detailed topographic information which may not be available. That is the reason why we put forward an alternative, simplified and easy-to–use model offering reasonable performance, and fast computation times in agreement with real-time forecasting requirements. The model operates on the basis of a 10m spatial resolution DEM, which is first modified to account for artificial drainage directions induced by the built-up areas and the channel network. Runoff conditions (e.g. land use) and routing conditions (e.g. friction, slopes and cross-sections) can be distributed in space. The flows are first computed at the outlet of elementary urban catchments of 1km2 area by the SCS-LR hydrological model, then the output of the catchments are injected as inputs into the drainage network and routed using the kinematic wave model. The outputs of the model are the flood hydrographs at the outlet of each urban elementary catchment, and the discharges at any time and any location of the drainage network, which allow estimating the overloading of the network and its impact in terms of flooded areas. The model was tested in African cities like Ouagadougou (Burkina-Faso) and Bamako (Mali). In addition to real-time forecasting, it allows impact assessments for future urban development or climate change scenarios, and also supplies the boundary conditions for 2D models to be used in restricted urban areas. The model is available within the open source ATHYS platform.
Cette communication présente les principales caractéristiques d’un modèle d’inondations urbaines opérant à l’échelle de l’agglomération complète à une très fine résolution spatiale (~10m), dans une optique de prévision en temps réel. Alors que les inondations sont caractérisées par des écoulements multi-directionnels, il n’est pas possible d’utiliser des modèles d’écoulement 2D à l’échelle de l’agglomération entière, en raison de temps de calcul très longs et de difficultés d’accès à une information topographique détaillée. Nous proposons donc une alternative de modélisation simplifiée, offrant des performances raisonnables, une mise en place rapide et des temps de calcul de quelques minutes, compatibles avec la prévision en temps réel. Le modèle opère sur la base d’un Modèle Numérique de Terrain au pas de 10m, modifié pour prendre en compte les conditions urbaines : drainage artificiel, obstacles liés au bâti. Les conditions de production (ex : occupation des sols) ou de transfert (ex : rugosités, sections des ouvrages) peuvent être spatialisées. Les écoulements sont d’abord calculés à l’exutoire de petits bassins urbains de surface approximativement égale à 1 km2 (modèle SCS-LR), puis sont injectés comme entrée dans le réseau de drainage (modèle de l’onde cinématique). Les sorties du modèle sont les hydrogrammes à la sortie de chaque bassin élémentaire, et les débits en tout point du réseau de drainage, permettant de déterminer les points de saturation des ouvrages et l’extension spatiale des débordements. Ce modèle a été testé dans plusieurs villes africaines, telles que Ouagadougou (Burkina Faso) et Bamako (Mali). Outre la prévision en temps réel, il permet de tester l’impact de différents scénarios d’aménagement urbain ou de variabilité du climat sur les inondations, et fournit également les conditions aux limites pour des modélisations 2D localisées sur des secteurs urbains restreints. Le modèle est disponible dans la plate-forme de modélisation ATHYS.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-01926155 , version 1 (19-11-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01926155 , version 1

Citer

Christophe Bouvier, Matias Alcoba, Frédéric Cazenave, Nanée Chahinian, Gnenakantanhan Coulibaly, et al.. MODELISATION A FINE RESOLUTION SPATIALE DES INONDATIONS DANS UNE AGGLOMERATION URBAINE, PAR COUPLAGE D’UN MODELE HYDROLOGIQUE ET D’UN MODELE DE TRANSFERT EN RESEAU. De la prévision des crues à la gestion de crise., Nov 2018, Avignon, France. , 2018. ⟨hal-01926155⟩
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