UTILISATION D’UN SYSTÈME D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE DANS LA MODELISATION D’UN BASSIN VERSANT

Abstract

The modeling of the Samson River’s watershed is made through the coupling of the geographical information system (GIS) SPANS with a hydrological model. The Samson River, a tributary of the Chaudière River for which a SPANS database already exists, possesses the required characteristics for the study: a small, natural and ungauged watershed. After a close look at existing and easily available hydrological models, it appears that none were appropriate due to their inability to take advantage of the GIS capabilities and because their use is too complex for the scope of this study. Thus, a hydrological model is built up from an existing two-dimensional routing algorithm modified to include hydrological parameters. The algorithm discretizes the watershed as a rectangular grid and uses a digital elevation model and the SCS curve numbers approach to compute the contributing areas. These contributing areas are indicators of discharge and can be used with the time to peak to construct a hydrograph of a rain event. This method is first tested with simple watersheds with good results. It is then applied to the Samson watershed and the results obtained are discussed according to the calculation process.

La modélisation du bassin versant de la rivière Samson se fait en établissant un lien entre un modèle hydrologique et le système d’information géographique SPANS. La rivière Samson, un affluent de la rivière Chaudière pour lequel il existe déjà une base de données dans SPANS, remplit les conditions requises pour l’étude, à savoir un petit bassin versant naturel et non-jaugé. Après un examen des différents modèles hydrologiques existants et facilement disponibles, il ressort que ceux-ci sont d’utilisation trop complexe ou inaptes à exploiter les avantages des SIG. Le modèle est donc créé en intégrant des paramètres hydrologiques à un algorithme de propagation d’écoulement sur un bassin versant en deux dimensions. Cet algorithme utilise un modèle numérique d’élévation de terrain pour propager une hauteur de pluie sur l’ensemble du bassin versant. Avec les quantités d’eau à l’exutoire et les temps de concentration calculés par l’algorithme, il est possible de générer un hydrogramme du bassin et d’obtenir la variation du débit à l’exutoire pour une précipitation donnée. Cette méthode, d’abord testée sur des formes géométriques simples, donne des résultats probants. Elle est ensuite appliquée au bassin versant à l’étude et les résultats obtenus sont analysés en fonction des méthodes de calcul utilisées.