A new method for modelling flow duration curves and predicting streamflow regimes under altered land-use conditions / Une nouvelle méthode de modélisation des courbes de débits classés et de prévision des régimes d'écoulement sous conditions modifiées d'occupation du sol

Abstract

The impact of changes in land-use/cover on streamflow at short time scales is evaluated by examining the changes in the flow duration curve (FDC) before and after land-use/cover change. The FDC characterizes the relationship between the magnitude and frequency and hence provides the complete range of streamflow over time. Two issues need to be considered in predicting the FDC due to land-use changes: (a) the appropriate parametric form of the FDC that enables application of the same expression of FDCs before and after the changes; and (b) the ability of parameters to capture and characterize the effect of land-use changes. In this paper, we propose a model which is a four-parameter double power form as a function of the FDC, where the two hydrological parameters represent the mean annual flow ([Qbar]) and the cease-to-flow point (τ expressed as a percentage), while the other two parameters (α and β) determine the shape of the FDC. The properties of this function are investigated in order to assign parameters to cope with the land-use changes. The model is used for several typical catchments in Australia for demonstration.

Résumé

L'impact de changements d'occupation du sol sur les écoulements en rivière à courtes échéances est évalué à travers l'examen des changements dans les courbes des débits classés (CDC) avant et après un changement d'occupation du sol. La CDC caractérise la relation qui existe entre l'intensité et la fréquence, et décrit ainsi la gamme complète de débit au fil du temps. Deux enjeux doivent être considérés pour la prévision de la CDC suite à des changements d'occupation du sol: (a) la forme paramétrique appropriée de la CDC permettant une mise en oeuvre avant et après les changements selon la même expression; et (b) l'aptitude des paramètres à capturer et à caractériser l'effet des changements d'occupation du sol. Dans cet article, nous proposons un modèle de forme double puissance à quatre paramètres comme fonction de CDC, o[ugrave] les deux paramètres hydrologiques sont le débit annuel moyen ([Qbar]) et le taux de tarissement (τ exprimé sous la forme d'un pourcentage), tandis que les deux autres paramètres (α et β) déterminent la forme de la CDC. Les propriétés de cette fonction sont étudiées afin de lier la paramétrisation avec les changements d'occupation du sol. Le modèle est mis en oeuvre pour illustration dans plusieurs bassins versants typiques d'Australie.

Key words:

• afforestation
• deforestation
• extended Burr XII distribution
• flow duration curve (FDC)
• generalized Weibull distribution
• land-use/cover change

Mots clefs:

• reforestation
• déforestation
• loi Burr XII étendue
• courbe des débits classés (CDC)
• loi Weibull généralisée
• changement d'occupation du sol