1. Nom du modèle : MODGLO (MODèle GLObal) 2. Auteur – Première publication : Girard (1974)
3. Institut - Pays : ORSTOM (Institut français de recherche scientifique pour le développement en coopération)
Montpellier, France
4. Buts de modélisation et domaines d’application : Modélisation pluie-débit en zone tropicale
5. Description du modèle :
(Voir également description par Servat, 1986) - Interception :
La pluie brute PJOUR est d’abord ajustée à l’aide d’un coefficient correctif cpj pour tenir compte éventuellement des erreurs de mesure :
DISP = PJOUR . cpj
La pluie disponible DISP subit alors l’évapotranspiration ES obtenue à partir de la correction de l’ETP par un coefficient correctif cet :
ES = ETP . cet La pluie arrivant au sol est PS.
- Séparation des composantes de l’écoulement :
La pluie restante PS est séparée en deux composantes, l’une RS est le ruissellement de surface, l’autre ABSO est la partie infiltrée. Elles sont déterminées à partir d’une capacité d’infiltration XIO calculée en fonction du niveau SH dans le réservoir sol :
XIO = XIN (AXIN + exp (- SH/CRT)
où CRT est la capacité de rétention du sol et XIN et AXIN sont des constantes. On associe à PS un coefficient d’hétérogénéité BB à la pluie et une constante d’hétérogénéité AA à la capacité d’infiltration, en fonction de la superficie du bassin versant :
PS
Superficie
0 % 100 %
XIO XIO + 100 . AA
Superficie
0 % 100 %
BB . (2 - BB) . PS
Plusieurs cas se présentent alors pour calculer le ruissellement RS, suivant les positions respectives
Annexe 1. Description des modèles
402
- Réservoir sol :
Il reçoit ABSO et permet de déterminer EAUG, la partie de l’eau qui conduit à l’écoulement.
La capacité de rétention du sol est également affectée d’une hétérogénéité sur le bassin versant, variant linéairement autour d’une valeur moyenne CRT entre DCRT et 2.CRt - DCRT. Cette capacité de rétention permet de déterminer la quantité EAUG :
Superficie
0 % 100 %
DCRT 2.CRT - DCRT
Réservoir sol (2 - BB) . PS
EAUG EAUG
ABSO
SH
On peut avoir l’un des cinq cas suivants : - si SH + ABSO ≤ DCRT, EAUG = 0
- si SH +ABSO < 2CRT - DCRT et SH < DCRT, EAUG (SH ABSO DCRT) 4CRT(1 DCRT / CRT)
2
= + −
− - si SH +ABSO < 2CRT - DCRT et SH > DCRT,
EAUG ABSO (SH ABSO / 2 DCRT) 2CRT(1 DCRT / CRT)
= + −
. −
- si SH +ABSO > 2CRT - DCRT et SH ≤ DCRT, EAUG = SH + ABSO - CRT - si SH +ABSO > 2CRT - DCRT et SH > DCRT,
EAUG ABSO ( RT(2 - DCRT / CRT) - SH) 4CRT(1 DCRT / CRT)
2
= − −
C
Le réservoir sol est d’autre part soumis au restant d’ETP ES non satisfait au niveau de l’interception.
- Transfert de la pluie efficace :
Le transfert de EAUG est assuré par un assemblage de quatre réservoirs linéaires (réservoirs 7, 8, 9 et 10) qui se vidange avec des constante COEF7, COEF8, COEF9, COEF10 en fonction de leurs niveaux respectifs SH7, SH8, SH9, SH10. Deux coefficients de partage C1 et C2 sont utilisés pour répartir l’eau à l’entrée des réservoirs. Le débit RB à la sortie des réservoirs est ajouté à RS pour former le ruissellement de surface.
6. Schéma structurel :
Pluie PJOUR
Pluie disponible DISP = PJOUR . cpj
Pluie au sol PS
Ecoulement total Débit RB
Ruissellement RS Evapotranspiration
Pluie infiltrée ABSO
Réservoir sol Evapotranspiration
ETRR
SH
EAUG
SH10
SH8 SH9
SH7
7. Paramètres : 14 paramètres:
- cpj : coefficient correctif de la pluie - cet : coefficient correctif de l’ETP - XIN et AXIN : paramètres d’infiltration
- CRT, CRTP : paramètre de capacité de rétention - BB, AA : coefficients d’hétérogénéité
Annexe 1. Description des modèles
404
10. Données :
En entrée, chroniques de pluies (+ débits en calage), ETP mensuelles 11. Pas de temps :
Journalier
12. Test du modèle et applications :
Travaux de Dezetter (1991) sur la modélisation en zone de savane avec application de MODGLO, CREC et GR3. Application du modèle par Servat et Dezetter (1991) en Côte-d’Ivoire
13. Analyse de sensibilité :
14. Régionalisation :
15. Comparaisons avec d’autres modèles :
16. Commentaires :
Description d’un logiciel par Servat et Dezetter (1988) comprenant les modèles CREC et MODGLO 17. Références bibliographiques :
Dezetter, A. (1991). Modélisation globale de la relation pluie débit. Application en zone de savanes soudanaises (Nord-Ouest de la Côte d’Ivoire). Thèse de Doctorat, Université de Montpellier II, 422 p.
Girard, G. (1974). ?
Servat, E. (1986). Présentation de trois modèles globaux conceptuels déterministes: CREC 5, MODGLO, MODIBI, ORSTOM, Département F, Unité de Recherche 604.
Servat, E. et Dezetter, A. (1988). Modélisation globale de la relation pluie-débit: des outils au service de l’évaluation des ressources en eau. Hydrologie Continentale, ORSTOM, 3(2), 117-129.
Servat, E. et Dezetter, A. (1991). Selection of calibration objective functions in the context of rainfall-runoff modelling in a sudanese savannah area. Hydrological Sciences Journal, 36(4), 307-331.
18. Description et schéma de la version retenue : Symbole utilisé: MODG
On retient une version à 8 paramètres. On prend le coefficient de correction sur les pluies égal à 1. On simplifie les fonctions d’infiltrations et le fonctionnement du réservoir sol. On divise EAUG en deux composantes seulement, l’une routée par deux réservoirs linéaires de même constante de vidange, l’autre routée par un seul réservoir linéaire. On ajoute un délai en sortie.
Paramètre X1 : Coefficient correctif de ETP Paramètre X2 : paramètre XIN
Paramètre X3 : paramètre CRT Paramètre X4 : paramètre DCRT
Paramètre X5 : coefficient de partage de EAUG
Paramètre X6 : constante de vidange des réservoirs linéaires en série Paramètre X7 : constante de vidange du réservoir linéaire
Paramètre X8 : délai
Structure MODG
Es
P
Ps
Is S X5
E
X4
X2 X1
En Pn
Pr
X3
Ir R X6
1 .X E E=
(
E P)
En=max0, − Pn=max
(
0,P−E)
) 3 / exp(
.
2 S X
X
F= − Ps=min(P,F) Pr=P−Ps si S+Ps ≤ X4, Is=0
si S+Ps < 2.X3-X4 et S ≤ X4,
( ) (
1 4/ 3)
. 3 . 4
42 X X X
X Ps Is= S+ −−
si S+Ps < 2.X3-X4 et S > X4,
( ) (
1 4/ 3)
. 3 . 2
4 2 / .
X X X
X Ps S
Is=Ps +− −
si S+Ps ≥ 2.X3-X4 et S ≤ X4, Is=S+Is−X3
si S+Ps ≥ 2.X3-X4 et S > X4,
( )
(
1 4/ 3)
. 3 . 4
) 3 / 4 2 .(
3 2
X X X
S X X Ps X
Is= − − − − )
, 0
max( S Ps Is En
S= + − −
5 .X Is R
R= + Ir=R/X6 R=R−Ir Ir
T
T= + Qt=T/X6 T=T−Qt
Annexe 1. Description des modèles
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