Méthodes probabilistes et déterministes d'estimation des débits extrêmes : comparaison de résultats sur deux bassins versants de Colombie-Britannique (Canada)

Probabilistic and deterministic extreme flood estimation methods: Estimation comparison on two British Columbia catchments (Canada)

¹ LNHE, R&D, Électricité de France, Chatou, France
² UMR 7619 Sisyphe, Université Pierre et Marie Curie, Paris, France. Actuellement École de Technologie Supérieure et Ouranos, Montréal, Québec, Canada.
brigode.pierre@ouranos.ca
³ BC Hydro, Engineering, Burnaby, British Columbia, Canada
⁴ DTG, DMM, Électricité de France, Grenoble, France

Résumé

Deux méthodes d'estimation des débits extrêmes ont été appliquées sur deux bassins versants situés sur la côte Pacifique de la Colombie-Britannique, province canadienne : la méthode déterministe classique Probable Maximum Precipitation (PMP) / Probable Maximum Flood (PMF) et la méthode probabiliste Simulation Climato-Hydrologique pour l'Appréciation des Débits EXtrêmes (SCHADEX). Les ratios entre les valeurs de PMP et les pluies journalières de période de retour 10000 ans estimées par la méthode SCHADEX sont proches de 1, alors que les ratios entre les valeurs de PMF et les débits journaliers de période de retour 10000 ans estimés par la méthode SCHADEX sont supérieurs à 1.25. Ces valeurs de ratios d'estimation de débits extrêmes sont du même ordre de grandeur que celles obtenues lors de la comparaison de valeurs de PMF et d'estimations de débits extrêmes réalisées avec la méthode du GRADEX [Guillot et Duband 1967] pour 43 bassins versants, pour lesquels les valeurs de ratios étaient comprises entre 1.08 et 3.52 [CFGB, 1994]. Cette communication illustre la nécessité de réaliser des estimations de pluies et crues extrêmes avec les mêmes entrées hydroclimatiques (et notamment des séries de pluies de bassin construites avec les mêmes hypothèses) pour réaliser une comparaison rigoureuse de méthodes de prédétermination. Une telle approche permettrait notamment de discuter des différences de transformation pluie-débit réalisées par les différents modèles hydrologiques considérés.

Abstract

Two different extreme streamflow estimation methods have been applied and compared over two catchments located on the Pacific coast of the British Columbia Canadian province: the classical deterministic approach Probable Maximum Precipitation (PMP) / Probable Maximum Flood (PMF) and the Simulation Climato-Hydrologique pour l'Appréciation des Débits EXtrêmes (SCHADEX) probabilistic approach, aiming at stochastically simulating millions of floods. Ratios between PMP values and 10000-year return period daily precipitation values estimated by the SCHADEX method are close to 1, while ratios between PMF values and 10000-year return period daily streamflow values estimated by the SCHADEX method are greater than 1.25. These ratio values are similar to the ones obtained within the comparison of PMF values and extreme streamflow estimation performed with the GRADEX method [Guillot and Duband 1967] for 43 different catchments, with ratios ranging between 1.08 and 3.52 [CFGB, 1994]. This paper illustrates the need of estimating extreme rainfall and streamflow by using the same hydroclimatologic inputs (in particular for the catchment rainfall series which should be estimated with the same catchment water balance hypothesis) in order to properly compare extreme rainfall and flood estimation methods. Such an approach allows to discuss the rainfall-runoff transformation differences obtained when different hydrological models are considered.