Construction of drainage network topology using Digital Elevation Model: case of Dakar

Utilisation d’un MNT pour la construction de la topologie de drainage de l’agglomération de Dakar

Laurent Pascal Malang Dieme (1) , Laurent Pascal , M Dieme , Christophe Bouvier (2) , Ansoumana Bodian (1) , Alpha Sidibe

1 UGB - Université Gaston Berger de Saint-Louis Sénégal
2 HSM - Hydrosciences Montpellier

In Dakar, floods have been recurring since 2005 with negative social and economic impacts. These flooding are caused by: (1) physical environment (nearly 4,800 ha of wetlands in Dakar) on which (2) increased urbanization without proper management and (3) frequency of heavy rainfall intensities. The recurrence of these floods in the context of rainfall recovery requires monitoring tools to reduce risks. This study aims to develop a methodology, capable of providing, in real or deferred time, a fine-scale representation (5m) of the flowflux over the entire Dakar metropolitan area and of identifying areas presenting overflow during a rainy episode. Two key steps are followed to achieve this objective: (a) reconstitute the trajectories of the flows by taking into account the terrain and the modifications induced by urban objects; (b) define and validate the flow models, by coupling a hydrological model for calculating flows at the outlet of small urbanized watersheds with a hydraulic network propagation model. This article mainly deals with the first phase of the study. It is based on a 5m resolution DEM from which we extract a first drainage model which is then modified in order to integrate urban conditions and thus spatialize the new directions of flow flux. The processing chain has been implemented in the ATHYS software.

A Dakar, les inondations sont récurrentes depuis 2005 avec de lourds impacts sur les actifs sociaux comme économiques. Trois facteurs permettent d'expliquer les causes : (1) le milieu physique (composé de près 4 800 ha de zones humides) sur lequel s'est opéré (2) un étalement urbain rapide sans aménagements adéquats et (3) la fréquence de fortes intensités pluviométriques. La récurrence de ces inondations dans un contexte de reprise pluviométrique nécessite de développer des outils de monitoring permettant de réduire le risque. Cette étude vise à développer une méthodologie originale et performante, capable de fournir, en temps réel ou différé, une représentation à échelle fine (5m) des flux d'écoulements sur l'ensemble de l'agglomération de Dakar et d'identifier des points de débordement du réseau pluvial lors d'un épisode pluvieux. Deux étapes méthodologiques sont combinées pour atteindre cet objectif : (a) reconstituer les trajectoires des écoulements en tenant compte du terrain et des modifications induites par les objets urbains ; (b) définir et valider les modèles d'écoulement, en procédant au couplage d'un modèle hydrologique de calcul des écoulements à l'exutoire de petits bassins versants urbanisés avec un modèle hydraulique de propagation en réseau. Cet article traite principalement de la première phase de l'étude. Elle est basée sur un MNT de résolution 5m à partir duquel on extrait un premier modèle de drainage qui est ensuite modifié afin d'intégrer les conditions urbaines et ainsi spatialiser les nouvelles directions des flux d'écoulement. La chaîne de traitement a été implémentée dans le logiciel ATHYS.

Mots clés: Flooding; urban drainage; ATHYS; DTM; Dakar

Mots clés: Inondation; drainage urbain; ATHYS; MNT; Dakar; Flooding; urban drainage; DTM

Domaines: Milieux et Changements globaux; Interfaces continentales, environnement; Planète et Univers [physics]

Laurent Pascal Malang Dieme, Laurent Pascal, M Dieme, Christophe Bouvier, Ansoumana Bodian, et al.. Utilisation d’un MNT pour la construction de la topologie de drainage de l’agglomération de Dakar. Colloque SHF - Risque ruissellement : Diagnostic et Solutions, Nov 2020, Lyon, France. ⟨hal-03105920⟩