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Approche régionale pour l´estimation des distributions ponctuelles des pluies journalières dans le bassin hydrographique Chéliff / BENHATTAB Karima 

Public ISBD Titre : Approche régionale pour l´estimation des distributions ponctuelles des pluies journalières dans le bassin hydrographique Chéliff Type de document : document électronique Auteurs : BENHATTAB Karima, Auteur ; MEDDI Mohamed, Directeur de thèse Année de publication : 2017 Importance : 323 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Hydraulique:Hydraulique Mots-clés : Régions homogènes , modèles régionaux, L-moments , stations-années, quantiles de précipitations maximales journalières, le bassin du Chéliff. Résumé : L’estimation des précipitations extrêmes est un sujet qui suscite de plus en plus d’intérêt dans le domaine des sciences de l’eau. Néanmoins, cette estimation reste assez compliquée à cause de ces deux principaux facteurs: (a)- l’absence d’une base physique pour déterminer la forme de la distribution sous-jacente de la fréquence des pluies et (b)- la nécessité d’évaluer ces précipitations pour des périodes de retour qui dépassent la longueur de l’enregistrement observé. Pour des périodes de retour élevées (à partir de 50, 100 ans), l’extrapolation vers les valeurs rares de la distribution des pluies en un point donné pose la question du comportement asymptotique de cette distribution (la queue de la distribution) qui est difficile à caractériser compte tenu de la durée généralement courte des séries d’observations locales. Cette problématique peut être résolue si on élargit les données à l’espace régional, à la condition qu’il soit homogène, ou rendu homogène par une transformation ad hoc. Les méthodes d’analyse de fréquence régionale permettent d’estimer pour un site donné, et sur la base de l’information régionale, les précipitations de grande magnitude ou de faible probabilité au dépassement afin de dimensionner certaines structures hydrauliques (pont, digue, ponceau, barrage, les ouvrages anti érosifs et les réseaux d’assainissement etc.) ou estimer les risques associés au bris de ces ouvrages résultant de crues extraordinaires. Le principe de base des techniques d’estimation régionale consiste à ajouter à l’information locale une information spatiale provenant de bassins ayant un régime hydrologique similaire à celui du bassin cible (faisant partie de la même région homogène). L’implantation des modèles régionaux permettent l’estimation des quantiles de crue lorsque l’information hydrologique en un site est absente ou insuffisante. Une estimation régionale comprend donc deux étapes principales : (1)- la détermination d’une région homogène (DRH)i par une méthode (i) et (2)- le choix et l’application d’une méthode d’estimation régionale (MER)i. L’objectif principal de ce travail est le développement d’une méthode d’analyse de fréquence régionale devant permettre d’estimer les quantiles de précipitations maximales journalières en des sites ayant peu de données dans le bassin du Chéliff. La méthode de délimitation des régions homogènes proposée et testée s’inspire des travaux de Hosking & Wallis [1993, 1990, 2005] et repose sur l’application des L-moments pour valider l’homogénéité statistique de la région et caractériser les paramètres de la distribution GEV choisie a priori. A titre de comparaison deux méthodes statistiques d’analyse de fréquence régionale ont été testée : L-moments et stations-années. Cette étude devrait contribuer à l’exploration des caractéristiques complexes des précipitations extrêmes pour l’un des plus grands bassins du Nord de l’Algérie, ce qui est bénéfique pour les décideurs politiques et les parties prenantes dans la gestion des ressources en eau afin de formuler des stratégies régionales de lutte contre les risques des inondations. The estimation of extreme precipitation events is a subject that raises more and more interest in the field of water science. However, this estimate is rather complicated due to these two main factors: (a) the lack of a physical basis for determining the shape of the underlying distribution of frequency rainfall and (b) the need to assess these rainfalls for return periods exceeding the record length observed. For high return periods (from 50, 100 years), the extrapolation to rare values of rainfall’s distribution in a given point raises the question of the asymptotic behavior of this distribution (the tail of the distribution) that is difficult to characterize considering the short series of local observations. This problem can be solved if we expand the data to the regional space, providing it is homogeneous, or made homogeneous by an ad hoc transformation. The regional frequency analysis methods are used to estimate for a given site, and on the basis of regional information, rainfall of great magnitude or lower probability to exceeding in order to size some hydraulic structures (bridges, dikes, culverts, dams, the anti erosion structures and sewerage networks etc.) or to estimate the risks associated with failure of these structures resulting from extraordinary flood. The basic principle of regional estimation techniques consists to add the local information spatial information from basins having a hydrologic regime similar to that of the target basin (part of the same homogeneous region). The implementations of regional models allow the estimation of flood quantiles when the hydrological information at a site is absent or insufficient. A regional estimate includes two main steps: (1) - determination of a homogeneous region (DHR)i by a method (i) and (2) - selection and implementation of a regional estimation method (REM)i. The main objective of this work is the development of a regional frequency analysis method to estimate the maximum daily rainfall quantile at sites with limited data in the Chéliff basin. The method of delimitation of homogeneous regions proposed and tested is built on Hosking & Wallis works [1993, 1990, and 2005] and is based on application of the L-moments to validate the statistical homogeneity of the region and characterize the parameters of the chosen GEV distribution. For comparison two statistical methods of regional frequency analysis were tested: L-moments and station-years. This study should contribute to the exploration of complex characteristics of extreme precipitation for one of the biggest basins of Northern Algeria, which is beneficial for policy makers and stakeholders in water resource management to formulate regional strategies against the risk of flooding هذاالتقدير معقد نوعا ما والسبب راجعا إلى: 1) عدم وجود أساس مادي لتحديد شكل تواتر توزيع الأمطار 2) ضرورة تقييم هذه الأمطار عندما تفوق فترات عودتها طول سجل الأمطار المرصودة. - من أجل فترات عودة معتبرة (50 أو 100 سنة وفوق) استكمال القيم النادرة لتوزيع الأمطار في بقعة معينة يطرح سؤال شكل الخط المقارب لهذا التوزيع ( ذيل التوزيع) حيث تكمن الصعوبة في تحديد خصائصها بسبب قصر العينات المرصودة محليا. - يمكن حل هذه المشكلة إذا قمنا بتوسيع البيانات إلى الفضاء الإقليمي شريطة أن يكون متجانس أو جعله متجانس بواسطة تغيير مخصص لذلك. طرق تحليل التردد الإقليمي تستخدم لتقدير موقع معين وعلى أساس المعلومات الإقليمية الأمطار من حجم كبير أو أدنى احتمال لتجاوز من أجل تحديد أبعاد بعض المنشآت الهيدروليكية (الجسور, السدود, القنوان, هياكل مكافحة تأكل التربة وشبكات الصرف الصحي وغيرها). أو لتقدير المخاطر المرتبطة بفقدان هذه الهياكل الناجمة عن الفيضانات الغير العادية مبدأ تقنيات التقدير الإقليمي تكمن في إضافة معلومات جوارية إلى المعلومات المحلية من الأحواض الهيدرولوجية من نفس نظام مماثل للحوض الهدف (جزء من نفس المنطقة المتجانسة) تطبيق النماذج الإقليمية تسمح بتقدير الفيضانات عندما تكون المعلومات الهيدرولوجية غائبة أو غير كافية محليا. - يشمل التقدير الإقليمي خطوتين أساسيتين: 1) تحديد منطقة متجانسة 2) اختيار وتنفيد طريقة التقدير الإقليمي. الهدف من هذه الدراسة هو تطوير طريقة تحليل التردد الإقليمي لتقدير الأمطار اليومية القصوى في مواقع مع بيانات محدودة في حوض الصرف لشلف. طريقة ترسيم حدود المناطق المتجانسة المقترحة والمختبرة بنيت على أعمال هوسكينغ واليس( 1990 , 1993 , 1997) وتعتمد على تطبيق "لألمومو" للتحقق من صحة . GEV التجانس الإحصائي للمنطقة وتحديد خصائص البارامترات المختارة لتوزيع - للمقارنة تم اختبار اثنتين من الأساليب الإحصائية لتحليل التردد الإقليمي أنتكس فلود أند و ستسيوا يورز يمكن اعتبار هذه الدراسة مساهمة مهمة لاستكشاف الخصائص المعقدة لهطول الأمطار القصوى لواحد من أكبر الأحواض في شمال الجزائر, وفائدة لراسمي السياسات وأصحاب المصلحة في ادارة الموارد المائية لوضع استراتيجيات إقليمية ضد مخاطر الفيضانات Approche régionale pour l´estimation des distributions ponctuelles des pluies journalières dans le bassin hydrographique Chéliff [document électronique] / BENHATTAB Karima, Auteur ; MEDDI Mohamed, Directeur de thèse . - 2017 . - 323 p. + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Hydraulique:Hydraulique Mots-clés : Régions homogènes , modèles régionaux, L-moments , stations-années, quantiles de précipitations maximales journalières, le bassin du Chéliff. Résumé : L’estimation des précipitations extrêmes est un sujet qui suscite de plus en plus d’intérêt dans le domaine des sciences de l’eau. Néanmoins, cette estimation reste assez compliquée à cause de ces deux principaux facteurs: (a)- l’absence d’une base physique pour déterminer la forme de la distribution sous-jacente de la fréquence des pluies et (b)- la nécessité d’évaluer ces précipitations pour des périodes de retour qui dépassent la longueur de l’enregistrement observé. Pour des périodes de retour élevées (à partir de 50, 100 ans), l’extrapolation vers les valeurs rares de la distribution des pluies en un point donné pose la question du comportement asymptotique de cette distribution (la queue de la distribution) qui est difficile à caractériser compte tenu de la durée généralement courte des séries d’observations locales. Cette problématique peut être résolue si on élargit les données à l’espace régional, à la condition qu’il soit homogène, ou rendu homogène par une transformation ad hoc. Les méthodes d’analyse de fréquence régionale permettent d’estimer pour un site donné, et sur la base de l’information régionale, les précipitations de grande magnitude ou de faible probabilité au dépassement afin de dimensionner certaines structures hydrauliques (pont, digue, ponceau, barrage, les ouvrages anti érosifs et les réseaux d’assainissement etc.) ou estimer les risques associés au bris de ces ouvrages résultant de crues extraordinaires. Le principe de base des techniques d’estimation régionale consiste à ajouter à l’information locale une information spatiale provenant de bassins ayant un régime hydrologique similaire à celui du bassin cible (faisant partie de la même région homogène). L’implantation des modèles régionaux permettent l’estimation des quantiles de crue lorsque l’information hydrologique en un site est absente ou insuffisante. Une estimation régionale comprend donc deux étapes principales : (1)- la détermination d’une région homogène (DRH)i par une méthode (i) et (2)- le choix et l’application d’une méthode d’estimation régionale (MER)i. L’objectif principal de ce travail est le développement d’une méthode d’analyse de fréquence régionale devant permettre d’estimer les quantiles de précipitations maximales journalières en des sites ayant peu de données dans le bassin du Chéliff. La méthode de délimitation des régions homogènes proposée et testée s’inspire des travaux de Hosking & Wallis [1993, 1990, 2005] et repose sur l’application des L-moments pour valider l’homogénéité statistique de la région et caractériser les paramètres de la distribution GEV choisie a priori. A titre de comparaison deux méthodes statistiques d’analyse de fréquence régionale ont été testée : L-moments et stations-années. Cette étude devrait contribuer à l’exploration des caractéristiques complexes des précipitations extrêmes pour l’un des plus grands bassins du Nord de l’Algérie, ce qui est bénéfique pour les décideurs politiques et les parties prenantes dans la gestion des ressources en eau afin de formuler des stratégies régionales de lutte contre les risques des inondations. The estimation of extreme precipitation events is a subject that raises more and more interest in the field of water science. However, this estimate is rather complicated due to these two main factors: (a) the lack of a physical basis for determining the shape of the underlying distribution of frequency rainfall and (b) the need to assess these rainfalls for return periods exceeding the record length observed. For high return periods (from 50, 100 years), the extrapolation to rare values of rainfall’s distribution in a given point raises the question of the asymptotic behavior of this distribution (the tail of the distribution) that is difficult to characterize considering the short series of local observations. This problem can be solved if we expand the data to the regional space, providing it is homogeneous, or made homogeneous by an ad hoc transformation. The regional frequency analysis methods are used to estimate for a given site, and on the basis of regional information, rainfall of great magnitude or lower probability to exceeding in order to size some hydraulic structures (bridges, dikes, culverts, dams, the anti erosion structures and sewerage networks etc.) or to estimate the risks associated with failure of these structures resulting from extraordinary flood. The basic principle of regional estimation techniques consists to add the local information spatial information from basins having a hydrologic regime similar to that of the target basin (part of the same homogeneous region). The implementations of regional models allow the estimation of flood quantiles when the hydrological information at a site is absent or insufficient. A regional estimate includes two main steps: (1) - determination of a homogeneous region (DHR)i by a method (i) and (2) - selection and implementation of a regional estimation method (REM)i. The main objective of this work is the development of a regional frequency analysis method to estimate the maximum daily rainfall quantile at sites with limited data in the Chéliff basin. The method of delimitation of homogeneous regions proposed and tested is built on Hosking & Wallis works [1993, 1990, and 2005] and is based on application of the L-moments to validate the statistical homogeneity of the region and characterize the parameters of the chosen GEV distribution. For comparison two statistical methods of regional frequency analysis were tested: L-moments and station-years. This study should contribute to the exploration of complex characteristics of extreme precipitation for one of the biggest basins of Northern Algeria, which is beneficial for policy makers and stakeholders in water resource management to formulate regional strategies against the risk of flooding هذاالتقدير معقد نوعا ما والسبب راجعا إلى: 1) عدم وجود أساس مادي لتحديد شكل تواتر توزيع الأمطار 2) ضرورة تقييم هذه الأمطار عندما تفوق فترات عودتها طول سجل الأمطار المرصودة. - من أجل فترات عودة معتبرة (50 أو 100 سنة وفوق) استكمال القيم النادرة لتوزيع الأمطار في بقعة معينة يطرح سؤال شكل الخط المقارب لهذا التوزيع ( ذيل التوزيع) حيث تكمن الصعوبة في تحديد خصائصها بسبب قصر العينات المرصودة محليا. - يمكن حل هذه المشكلة إذا قمنا بتوسيع البيانات إلى الفضاء الإقليمي شريطة أن يكون متجانس أو جعله متجانس بواسطة تغيير مخصص لذلك. طرق تحليل التردد الإقليمي تستخدم لتقدير موقع معين وعلى أساس المعلومات الإقليمية الأمطار من حجم كبير أو أدنى احتمال لتجاوز من أجل تحديد أبعاد بعض المنشآت الهيدروليكية (الجسور, السدود, القنوان, هياكل مكافحة تأكل التربة وشبكات الصرف الصحي وغيرها). أو لتقدير المخاطر المرتبطة بفقدان هذه الهياكل الناجمة عن الفيضانات الغير العادية مبدأ تقنيات التقدير الإقليمي تكمن في إضافة معلومات جوارية إلى المعلومات المحلية من الأحواض الهيدرولوجية من نفس نظام مماثل للحوض الهدف (جزء من نفس المنطقة المتجانسة) تطبيق النماذج الإقليمية تسمح بتقدير الفيضانات عندما تكون المعلومات الهيدرولوجية غائبة أو غير كافية محليا. - يشمل التقدير الإقليمي خطوتين أساسيتين: 1) تحديد منطقة متجانسة 2) اختيار وتنفيد طريقة التقدير الإقليمي. الهدف من هذه الدراسة هو تطوير طريقة تحليل التردد الإقليمي لتقدير الأمطار اليومية القصوى في مواقع مع بيانات محدودة في حوض الصرف لشلف. طريقة ترسيم حدود المناطق المتجانسة المقترحة والمختبرة بنيت على أعمال هوسكينغ واليس( 1990 , 1993 , 1997) وتعتمد على تطبيق "لألمومو" للتحقق من صحة . GEV التجانس الإحصائي للمنطقة وتحديد خصائص البارامترات المختارة لتوزيع - للمقارنة تم اختبار اثنتين من الأساليب الإحصائية لتحليل التردد الإقليمي أنتكس فلود أند و ستسيوا يورز يمكن اعتبار هذه الدراسة مساهمة مهمة لاستكشاف الخصائص المعقدة لهطول الأمطار القصوى لواحد من أكبر الأحواض في شمال الجزائر, وفائدة لراسمي السياسات وأصحاب المصلحة في ادارة الموارد المائية لوضع استراتيجيات إقليمية ضد مخاطر الفيضانات

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
6019	02-17-123	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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