COMPOSANTE  SHOFM

ULTRA - MODELE D’HYDROGRAMME UNITAIRE AGREGE

1. Objectifs

ULTRA (Unitgraph Lumped Technical Review and Analysis Model) est un modèle de simulation des bassins versants urbains et ruraux simple et convivial. Il peut être utilisé pour générer des crues de projet à partir de caractéristiques des bassins fournies par l’utilisateur, d’une averse de projet et de paramètres de commande des calculs particuliers. Le modèle peut aussi être utilisé pour calculer le volume approximatif de stockage requis pour laminer la crue de projet à un niveau prédéterminé.

2. Description

ULTRA possède deux sous-modèles pluie-débit : NASHYD pour les bassins ruraux et STANHYD pour les bassins urbains. Ces deux modèles sont des modèles conceptuels agrégés qui ne nécessitent que des entrées simples et limitées.

NASHYD comporte deux composantes principales – un hydrogramme unitaire et des pertes de précipitations. La première est basée sur la cascade de réservoirs linéaires identiques proposée par le professeur Nash. Deux paramètres définissent la forme de l’hydrogramme unitaire. Les pertes de précipitations sont calculées par l’équation classique du Service de conservation des sols des Etats Unis (US Soil Conservation Service SCS), où le stockage dans le sol est relié à un numéro de courbe CN. La valeur de CN dépend de l’usage du sol, du type de sol et des conditions d’imbibition préalables. L’hydrogramme définitif est obtenu par convolution de l’hydrogramme unitaire et de la pluie efficace.

STANHYD comporte aussi deux composantes – un hydrogramme unitaire et une fonction de pertes. L’hydrogramme unitaire est quasi-linéaire et sa forme est similaire à celle produite par un modèle conceptuel constitué de deux réservoirs en parallèle. Cela permet de simuler séparément l’écoulement des zones perméables et des zones imperméables. Le coefficient de stockage de chaque réservoir est calculé grâce à la théorie de l’onde cinématique. Les pertes des zones perméables sont calculées par l’équation de Horton ou grâce à l’équation du SCS. Pour chaque zone, l’hydrogramme est obtenu par convolution. Les deux hydrogrammes résultants sont alors additionnés pour obtenir l’hydrogramme définitif.

Les deux sous-modèles ont été abondamment testés à partir de mesures et comparés à d’autres modèles plus complexes. Il existe pour ULTRA un mode de calibration qui aide au choix des paramètres. Le mode de conception permet une simulation rapide d’hydrogrammes de projet en milieu rural ou urbain avec les paramètres choisis.

3. Apports requis

Les entrées dépendent du sous modèle retenu. NASHYD requiert deux paramètres pour définir la forme de l’hydrogramme unitaire, ainsi que les pertes initiales de l’événement et le numéro de courbe. STANHYD requiert la pente, la longueur, la rugosité de la surface, le stockage dans les dépressions du sol et la surface imperméable du bassin. Il existe un jeu de valeurs par défaut de ces paramètres. Les deux sous-modèles ont aussi besoin de la surface du bassin.
Les averses comme les hydrogrammes résultants peuvent être sauvegardés pour évaluer les paramètres du modèle. Les averses sont sauvegardées et utilisées comme entrées pour créer de nouveaux hydrogrammes.

4. Produits

L’hydrogramme résultant peut être sauvegardé pour servir de référence. Des affichages tabulaires et graphiques des hydrogrammes et hyétogrammes sont disponibles. Les hydrogrammes simulés et observés peuvent être affichés simultanément pour faciliter la calibration.

5. Exigences et contraintes afférentes à l’exploitation

Le modèle ULTRA est exécutable sur un ordinateur personnel IBM ou compatible avec seulement 64K de mémoire. Un moniteur graphique et une imprimante facilitent l’étalonnage. Le modèle est écrit en BASIC et il est compilé.

6. Forme de présentation

Programme et documentation en anglais sur une disquette 5,25 pouces.

7. Antécédents

Les sous-modèles d’ULTRA sont basés sur les algorithmes développé dans le modèle pour PC Interhymo (Ottohymo 89). Le modèle Otthymo 89 a été appliqué avec succès à travers le Canada ainsi que sur différents bassins de Suisse, d’Italie, d’Espagne, du Portugal, du Cameroun et des Etats Unis d’Amérique. Il a été appliqué par plus de cinquante organisations canadiennes et il est recommandé dans différentes directives canadiennes pour la maîtrise des crues et la gestion des averses.

8. Origine de la composante et appui technique

Le modèle ULTRA a été développé par J.F. Sabourin chez Paul Wisner and Associates Inc;, sur la base de concepts développés par le Dr Paul Wisner et MM. J. P’Ng, A. Lam et D. Jobin à l’Université d’Ottawa. Les auteurs procureront l’assistance technique.

9. Comment l'obtenir

Auprès du Centre national de référence du SHOFM du Canada.

10. Conditions à respecter

Le modèle ULTRA est disponible gratuitement.