No description available.

O problema de escassez da água para o abastecimento humano vem se agravando a cada ano que passa. As demandas vem crescendo e precisam ser supridas da melhor maneira possível sob pena de limitar o processo de desenvolvimento regional. Para tanto, deve-se recorrer ao planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos como forma de se promover ao seu uso racional. Descreve-se neste trabalho a implantação de um sistema de apoio ao planejamento e gerenciamento de recursos hídricos, dando uma maior ênfase ao modelo hidrológico distribuído utilizado para gerar as vazões na bacia hidrográfica. Avalia-se sua calibração e validação realizada com dados fluviométricos e de níveis de açudes. Apresentam-se os resultados de estudo de potencialidade da bacia hidrográfica, e por último as disponibilidades dos principais açudes. Todas estas etapas formam realizadas tendo sempre a visão especializada e integrada da bacia hidrográfica do rio do Peixe. / The problem of scarcity of water for human supply has increased each year. The needs have increased and must be fullfilled as satisfactory as possible. If not the development process ofthe region could be limited. In this way, we must use the planning and management of water resources to promote a rational use. This dissertation describes the implantation of a support system to the planning and management of water resources, focusing the hydrologic distributed model used to generate the inflows in the basin. The calibration and validation processes with sets of data formed by gauge stream go stations and reservoir levels are analyzed. The results of a study of the potentiality of the basin, and finally the availability of the mains reservoirs are presented. All this steps were made with a specialized and integrated view of the Peixe river basin.

O problema de escassez da água para o abastecimento humano vem se agravando a cada ano que passa. As demandas vem crescendo e precisam ser supridas da melhor maneira possível sob pena de limitar o processo de desenvolvimento regional. Para tanto, deve-se recorrer ao planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos como forma de se promover ao seu uso racional. Descreve-se neste trabalho a implantação de um sistema de apoio ao planejamento e gerenciamento de recursos hídricos, dando uma maior ênfase ao modelo hidrológico distribuído utilizado para gerar as vazões na bacia hidrográfica. Avalia-se sua calibração e validação realizada com dados fluviométricos e de níveis de açudes. Apresentam-se os resultados de estudo de potencialidade da bacia hidrográfica, e por último as disponibilidades dos principais açudes. Todas estas etapas formam realizadas tendo sempre a visão especializada e integrada da bacia hidrográfica do rio do Peixe. / The problem of scarcity of water for human supply has increased each year. The needs have increased and must be fullfilled as satisfactory as possible. If not the development process ofthe region could be limited. In this way, we must use the planning and management of water resources to promote a rational use. This dissertation describes the implantation of a support system to the planning and management of water resources, focusing the hydrologic distributed model used to generate the inflows in the basin. The calibration and validation processes with sets of data formed by gauge stream go stations and reservoir levels are analyzed. The results of a study of the potentiality of the basin, and finally the availability of the mains reservoirs are presented. All this steps were made with a specialized and integrated view of the Peixe river basin.

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η εφαρμογή του μοντέλου βροχής-απορροής MIKE-SHE στο ορεινό τμήμα της λεκάνης του Γλαύκου. Σκοπός της μελέτης ήταν η διαμόρφωση της εσωτερικής δομής του MIKE-SHE έτσι ώστε να προσομοιώνει την διαδικασία της απορροής στην λεκάνη του Γλαύκου, η βαθμονόμηση των παραμέτρων του και η σύγκριση των αποτελεσμάτων των μοντέλων βροχής-απορροής MIKE-SHE και ENNS (Nachtnebel et al., 1993). Η ρύθμιση του μοντέλου ENNS πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της εργασίας των Kaleris and Langousis (2012). Ειδικότερα, στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας καθορίζεται η περιοχή μελέτης, τα χαρακτηριστικά της και τα δεδομένα εισαγωγής στο υδρολογικό μοντέλο MIKE SHE. Τα μορφολογικά χαρακτηριστικά αποτελούν η γεωμετρία, η γεωλογία και οι χρήσεις γης της λεκάνης απορροής. Επιπλέον παρουσιάζονται τα διαθέσιμα δεδομένα(βροχόπτωση, θερμοκρασία, μετρημένη απορροή) και η αξιολόγησή τους Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται η αδρομερής μορφή του μοντέλου MIKE-SHE, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση. Για τις επιμέρους διαδικασίες επιλέχτηκαν οι εξής τρόποι υπολογισμού: η επιφανειακή ροή υπολογίζεται με την εξίσωση του Manning, η ροή στην ακόρεστη ζώνη με την μέθοδο του υδατικού ισοζυγίου (απλοποιημένη ροή μέσω μακροπόρων και μοντέλο κατείσδυσης Green and Ampt) και η υπεδάφια απορροή με τη μέθοδο του γραμμικού ταμιευτήρα. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η διαδικασία βαθμονόμησης των παραμέτρων του μοντέλου MIKE-SHE και παρουσιάζονται οι αναλύσεις ευαισθησίας των σημαντικότερων παραμέτρων του μοντέλου. Η ανάλυση ευαισθησίας για τον προσδιορισμό των τιμών των παραμέτρων του μοντέλου MIKE-SHE πραγματοποιήθηκε για την περίοδο 1984-1989, καθώς ο λόγος ΕΤ/Ρ δεν παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις για τις χρονιές αυτές. Οι βέλτιστες τιμές των παραμέτρων για την ρύθμιση του μοντέλου MIKE-SHE, οι οποίες προέκυψαν για την ανωτέρω χρονική περίοδο, εφαρμόστηκαν για την προσομοίωση της απορροής και τις υπόλοιπες χρονιές. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του μοντέλου MIKE-SHE σε σύγκριση με εκείνα του μοντέλου βροχής-απορροής ENNS. Αρχικά, συγκρίνεται η συνολική απορροή των δυο μοντέλων μεταξύ τους και με την μετρημένη και εν συνεχεία, συγκρίνονται οι επιμέρους υδρολογικές συνιστώσες του υδρολογικού ισοζυγίου των δυο μοντέλων. Στο τελευταίο κεφάλαιο, παρουσιάζονται συνοπτικά τα συμπεράσματα, τα οποία εξήχθησαν από την σύγκριση των δυο μοντέλων αλλά και από την γενική συμπεριφορά του μοντέλου MIKE-SHE. / The subject of my thesis is the application of the rainfall-runoff model MIKE-SHE in the mountainous part of Glafkos’s basin. The aim of this study is to calibrate the model and to compare the simulations of MIKE-SHE with corresponding simulations of ENNS (Nachtnebel et al., 1993). The simulations with ENNS have been presented by Kaleris and Langousis (2012). Specifically, in the first chapter the study area and its characteristics (morphology, geometry, geology), the available data for the runoff simulations (rainfall, temperature, measured runoff) and their evaluation are presented. In the second chapter is described the structure of the model MIKE-SHE. For the simulation of the individual processes the following concepts are used in MIKE-SHE: the surface flow is calculated using the equation of Manning and for the flow in the unsaturated zone the two-layer water balance method (simplified flow through macropores and infiltration model Green and Ampt) has been used. Finally, for the subsurface runoff the linear reservoir’s equations has been used. In the third chapter the parameters varied in the calibration of MIKE-SHE and the sensitivity of the runoff with respect to these parameters have been presented. By means of the sensitivity analysis the most important parameters, which have been varied for the model calibration have been selected. The fourth chapter presents the results of the MIKE-SHE calibration and their comparison with the results of the rainfall-runoff model ENNS. Particularly, this chapter contains the comparison of the simulated hydrographs of the total runoff with the corresponding measured hydrographs and the hydrographs resulting from ENNS, as well as the comparison of the other water budget components resulting from the two models. The last chapter summarizes the conclusions which are drawn from the comparison of the two models and the evaluation of the behavior of the model MIKE-SHE.

Les modèles hydrologiques sont des outils indispensables pour calculer les débits a l’exutoire des bassins versants, la gestion des aménagements hydrauliques ou encore la prévision et la prévention des inondations. Les précipitations représentent la variable climatique principale à l’origine des débits des cours d’eau qui s’écoulent au sein d’un bassin versant. De ce fait, la réponse hydrologique du bassin est fortement dépendante de la représentativité des données d’entrée de précipitation.Les radars météorologiques, qui permettent aujourd’hui d’accéder a des mesures a haute résolution spatiale et temporelle des champs de précipitation, sont de plus en plus utilises dans le domaine de la prévision, pour le suivi des situations hydrométéorologiques. Cependant, la mesure des précipitations par radar est entachée d’erreurs qui peuvent affecter gravement la qualité des simulations de débit. De ce fait, l’utilisation des données de précipitations a haute résolution spatiale pour la modélisation hydrologique est souvent limitée par rapport a l’utilisation des données pluviométriques.Récemment, Météo-France a développe une réanalyse des lames d’eau au pas de temps horaire, sur une durée de 10 ans, en combinant l’ensemble des données de précipitation radar et pluviométriques : les mesures radars ont été corrigées et étalonnées avec le réseau de mesure au sol horaire et journalier. Dans cette thèse, nous proposons d’étudier l’intérêt de cette nouvelle base de données à haute résolution spatiale pour la modélisation pluie-débit.Dans un premier temps, nous avons développe et valide un modèle hydrologique semi-distribue qui a la capacité de fonctionner pour différentes résolutions spatiales, de la représentation globale jusqu’a une discrétisation spatiale très fine des bassins. Dans un deuxième temps, l’impact de la résolution spatiale des données d’entrée de précipitation sur la simulation des débits a été analysé. L’apport de l’information radar pour l’estimation des précipitations a été évalue par rapport a une utilisation exclusive des pluviomètres, par le biais de la modélisation pluie-débit en termes de précision des débits a l’exutoire des bassins. Enfin, le modèle semi-distribue TGR a été comparé avec le modèle global GRP actuellement opérationnel dans les Services de Prévision des Crues. L’originalité de notre travail réside sur l’utilisation de données d’observation sur un large échantillon de 181 bassins versants français représentant une grande diversité de tailles et conditions climatiques, ce qui nous permet d’apporter un diagnostic robuste et des éléments de réponse sur les problématiques scientifiques traitées. / Hydrologic models are essential tools to compute the catchment rainfall-runoff response required for river management and flood forecast purposes. Precipitation dominates the high frequency hydrological response, and its simulation is thus dependent on the way rainfall is represented. In this context, the sensitivity of runoff hydrographs to the spatial variability of forcing data is a major concern of researchers. However, results from the abundant literature are contrasted and it is still difficult to reach a clear consensus.Weather radar is considered to be helpful for hydrological forecasting since it provides rainfall estimates with high temporal and spatial resolution. However, it has long been shown that quantitative errors inherent to the radar rainfall estimates greatly affect rainfall-runoff simulations. As a result, the benefit from improved spatial resolution of rainfall estimates is often limited for hydrological applications compared to the use of traditional ground networks.Recently, Météo-France developed a rainfall reanalysis over France at the hourly time step over a 10-year period combining radar data and raingauge measurements: weather radar data were corrected and adjusted with both hourly and daily raingauge data. Here we propose a framework to evaluate the improvement in streamflow simulation gained by using this new high resolution product.First, a model able to cope with different spatial resolutions, from lumped to semi-distributed, was developed and validated. Second, the impact of spatial rainfall resolution input on streamflow simulation was investigated. Then, the usefulness of spatial radar data measurements for rainfall estimates was compared with an exclusive use of ground raingauge measurements and evaluated through hydrological modelling in terms of streamflow simulation improvements. Finally, semi-distributed modelling with the TGR model was performed for flood forecasting and compared with the lumped forecasting GRP model currently in use in the French flood forecast services. The originality of our work is that it is based on actual measurements from a large set of 181 French catchments representing a variety of size and climate conditions, which allows to draw reliable conclusions.