Variabilité spatio-temporelle des précipitations aux échelles de l’hydrologie urbaine

Temporal and spatial variability of rainfall at urban hydrological scales

¹ Ifsttar
email : isabelle.emmanuel@ifsttar.fr / herve.andrieu@ifsttar.fr / bernard.flahaut@ifsttar.fr
² CEMAGREF
email : etienne.leblois@cemagref.fr

Résumé

Le principal objectif de cet article est de caractériser la variabilité spatiale et temporelle de champs pluvieux à des échelles spatio-temporelles fines cohérentes avec les applications hydrologiques urbaines. Dans cette optique, 24 périodes pluvieuses ont été analysées selon une approche géostatistique. Cette analyse s’est centrée sur le variogramme de la Pluie Non Nulle. Les périodes pluvieuses considérées ont été enregistrées, entre mai et novembre 2009, par le radar météorologique de Treillières. Ce radar bande C est situé à 10 km au Nord de Nantes (France). Il fournit des images radar de haute résolution spatiale (250 x 250 m²) et de résolution temporelle instantanée. Cette étude a permis de mettre en évi-dence quatre types de structures pluvieuses présentant des échelles très différentes de variabilité, dont des doubles structu-res localisées à l’intérieur d’un même champ pluvieux. Ce travail a montré que les images radar de résolution fine permet-taient de capturer des petits amas pluvieux intenses et fortement variables. Ces résultats pourront être utilisés afin d’étudier l’influence de la variabilité de la pluie sur la variabilité des débits au niveau de bassins versants urbains. Couplés à l’analyse des variogrammes d’indicateur, ces résultats pourront être également utilisés à des fins de modélisation de champs pluvieux.

Abstract

The main objective of this paper is to characterize the spatial and temporal variability of rainfall at spatial and temporal scales that are consistent with urban hydrological applications. In this way, 24 rain periods have been analyzed according to a geostatistical approach. This analysis has focused on the non-zero rainfall variogram. The studied rain periods were recorded by the weather radar of Treillières between May and November 2009. This C-band radar is located 10 km north of Nantes (France). It provides rainfall radar images of high spatial resolution (250 x 250 m²) and of instantaneous temporal resolution. Results indicated four different types of rainfall fields, which display very different variability scales, including double structures within the same fields. This study highlights the benefit of radar images featuring high resolution, which in turn allow studying small-scale variability. It would be of interest to analyse how those different rain-fall structures affect hydrological modelling of urban watersheds. Associated with the analysis of the indicator variograms, those results could be used to simulate rainfall fields.