COMPOSANTE  SHOFM

MODELE CONCEPTUEL DE BASSIN VERSANT (MODELE HBV)

1. Objectifs

Le HBV est un modèle informatique de bassin versant qui convertit, en simulant les processus hydrologiques naturels, les données sur les précipitations, l'évaporation potentielle et (le cas échéant) la fonte des neiges en valeurs de l’écoulement fluvial et/ou du débit entrant dans les réservoirs.

Il fait partie du HBV/IHMS (Integrated Hydrological Modelling System), système informatisé servant à la prévision hydrologique, à la simulation des débits, au calcul des crues en vu de projets et à l'étude des changements climatiques. Des versions spéciales (HBV-N et PULSE) du modèle peuvent être utilisées pour simuler la qualité de l'eau, par exemple sa teneur en azote, son pH et son alcalinité.

2. Description

Le modèle comprend des sous-programmes pour l'accumulation et la fonte des neiges, pour le calcul de l'humidité du sol, pour les eaux souterraines, et une procédure pour le calcul de la propagation des crues.

Le HBV standard calcule cette propagation en combinant, par exemple, la méthode de Muskingum à une fonction complémentaire de déphasage. Les observations de la propagation dans les lacs s'opèrent par la méthode des casiers; pour la régularisation des crues, on peut prendre en compte des stratégies d'exploitation des retenues d'eau dans les systèmes très complexes de réservoirs.

On estime les paramètres les plus importants en procédant à un étalonnage qui en général requiert de 3 à 5 années de relevés simultanés de l'écoulement fluvial et des conditions météorologiques.

A défaut de relevés de l'écoulement fluvial, on peut dans certains cas estimer les paramètres en se fondant sur les caractéristiques connues du bassin.

3. Apports requis

Hauteurs totales de précipitations – et, en cas de chute de neige, la température moyenne de l'air au pas de temps utilisé – et évapotranspiration potentielle. Le logiciel HBV/IHMS peut gérer les pas de temps suivants : 24, 12, 6, 4, 3, 2 et 1 heures.

4. Produits

Le système de modélisation comporte de nombreuses options de représentation graphique. Il est possible d'appliquer diverses méthodes de vérification des données avant l'étalonnage, la simulation ou l'établissement de la prévision. Les sorties imprimées ou pointées comprennent les valeurs des précipitations, des écoulement fluviaux enregistrés et calculés, des différences cumulées entre ces écoulements, de l'humidité calculée du sol, de l'accumulation de neige, de la fonte des neiges, de l'évaporation, ainsi ques des analyses statistiques des résultats.

5. Exigences et contraintes afférentes à l’exploitation

Le programme principal du modèle de simulation est écrit en FORTRAN; une interface graphique avec l'utilisateur (GUI) pilotée par Windows 95/NT est utilisées sur des plates-formes PC.

L'installation et les modifications du programme exigent l'intervention de spécialistes dûment qualifiés.

6. Forme de présentation

Manuel en anglais, avec une disquette ou un disque compact contenant les programmes faisant partie du logiciel.

7. Antécédents

Le modèle HBV sert à prévoir l'écoulement fluvial en temps réel depuis 1977. C'est aujourd'hui l'outil standard de prévision en Suède ou 50 bassins sont étalonnés pour les services nationaux d'alerte, principalement dans de petits cours d'eau non régularisés. Des prévisions destinées aux entreprises de production hydroélectrique sont élaborées dans 70 autres bassins. On sait en outre que le HBV est utilisé à des fins de recherche ou d'exploitation dans plus de 40 pays de toutes les parties du monde.

La participation à deux projets de l'OMM – Comparaison de modèles de l'écoulement dû à la fonte des neige (1977-1983) (Réf : Rapport d'hydrologie opérationnelle N° 23, WMO N° 646) et Comparaison du fonctionnement simulé de modèles hydrologiques en temps réel (1986-1989) (Rapport d'hydrologie opérationnelle N° 38, 1992) - a permis d'acquérir une expérience supplémentaire de la modélisation de l'écoulement dans un certain nombre de bassins situés en Europe, aux Etats-Unis d'Amérique et au Canada (superficies de 8,4 à 2300 km2). Le modèle a été appliqué à des bassins hydrographiques aux superficies comprises entre moins d'1 km2 et plus de 30 000 km2. Une bonne documentation existe sur son emploi.

8. Origine de la composante et appui technique

Le modèle HBV et le logiciel HBV/IHMS ont été mis au point par l'Institut suédois de météorologie et d'hydrologie. Le soutien technique est fourni par cet institut.

9. Comment l'obtenir

S'adresser à l'Institut suédois de météorologie et d'hydrologie, SE-601 76 Norrköping, Suède.

10. Conditions à respecter

A négocier au cas par cas.