Design of Water Resources Projects With Inadequate Data

1299
ports i n g/Etudes e t rapports d'hydrologie 16 o f resources projects with inadequate data Proceedings of the Madrid Symposium ,June 1973 Elaboration des projets d i o n e s es e n eau c ans données suffisantes Volume I Actes d u colloque de Madrid Juin I973 Unesco MIMO 1AHS Unesco OMM AISH _ -

Transcript of Design of Water Resources Projects With Inadequate Data

of
resources
projects
,June1973
cans données suffisantes
Juin I973
_-
 
16
TITLES IN T H I S SERIES / DANS CETTE COLLECTION
1. The use of analog and digital computers in hydrology: Proceedings of the Tucson Symposium.
June 1966 1 L'utilisation des calculatrices analogiques et des ordinateurs en hydrologie: Actes du
colloque de Tucson, juin 1966.Vol. & . Co-edition IAHS-Unesco Coédition AISH-Unesco.
Water in the unsaturated zone: Proceedings of the Wageningen Symposi um, June 1967 1 L'eau dans
la zone non saturée: Actes du symposium de Wageningen, juin 1967. Edited by 1 edité par P. E.
Rijtema & H . Wassink. Vol. 1 &2. Co-edition IAHS-Unesco 1 Coédition AISH-Unesco.
3.
Floods and their computation: Proceedings of the Leningrad Sy mpos ium, August 1967 / Les crues
et leur évaluation: Actes du colloque de Leningrad, août 1967.Vol. &2. Co-edition IAHS-Unesco-
WMO 1 Coédition AISH-Unesco-OMM.
4. Representative and experimental basins: An international guide for research and practice. Edited
by C. Toebes and V. uryvaev. Ptrblished by Unesco.
4. Les bassins représentatifs et expérimentaux: Guide international des pratiques en matikre de re-
cherche. Publié sous la direction de C. Toebes et V. Ouryvaey. Publié par l'Unesco.
5. 'Discharge of selected rivers of the world 1 Débit de certain cours d'eau du m onde . Published by
Unesco 1 Publié par l'Unesco.
Vol. I General and régime characteristics of stations selected / Caractéristiques générales et
caractéristiques du régime des stations choisies.
Vol. II: Monthly and annual discharges recorded at various selected stations (from startof obser.
vations up to 1964) / Débits mensuels et annuels enregistrés en diverses stations sélectionnées
(de l'origine des observations à l'année 1964).
'Vol.III: Me an monthly and extreme discharges (1965-1969)I Débits mensuels mo yens et débits
extrêmes (1965-1969).
6. List of International Hydrological Decade Stations of the world 1 Liste des stations de la Décennie
h'ydrologique nternationale existant dans le mo nde. Published b y Unesco 1 Publié par l'Unesco.
7. Ground-water studies: A n international guide for practice. Edited by R.Brown, . Ineson,V. Ko-
noplyantsev and V. Kovalevski. (Will also appear in French, Russian and Spanish 1 Paraitra
également en espagnol, en français et en russe.)
8. Land subsidence: Proceedings of the To'kyo Symposium, September 1969 1 Affaisement d u sol:
Actes du colloque de Tokyo, septembre 1969. 'Vol. 1 &
2.
AISH-Unesco.
9. Hydrology of deltas: Proceedings of the Bucharest Symposi um, Ma y 1969 1 Hydrologie des deltas:
Actes du colloque de Bucarest, mai 1969.Vol. & 2. Co-edifion AHS-Unesco I Coédition AISH-
Unesco.
10.
Status and trends of research in hydrology 1 Bilan et tendances de la recherche en hydrologie.
Published by Unesco 1 Publié par l'Unesco.
11. World water balance: Proceedings of the Reading Symposium, July 1970 1 Bilan hydrique mondial:
Actes d u colloque de Reading, juillet 1970. Vol. 1-3. Co-edition IAHS-Unesco-WMO / Coédition
AISH-Unesco-OMM.
12. Results OF research on representative and experimental basins: Proceedings of the Wellington
Symp osiu m, December 1970 1 Résultats de recherches sur les bassins représentatifs et expérimen-
taux: Actes du cowoque de Wellington, décembre 1970. 'Vol. 1 & 2. Coedition IAHS-Unesco 1
Coédition AISH-Unesco.
13. Hydrometry: Proceedings of the Koblenz Symposiu m, September 1970 1 Hydrométrie: Actes du
colloque de Coblence, septembre 1970. Co-edition IAHS-Unesco-WMO 1 Coédition AISH-Unesco-
O M M .
14. Hydrologic information systems. Co-edition Unesco-WMO.
15. Mathematical models in hydrology: Proceedings of the Warsaw Symposium, July 1971 1 Les mo-
dèles mathématiques en hydrologie: Actes du colloque de Varsovie, juillet 1971. Vol. 1-3. Co-
dition IAHS-Unesco-WMO Coédition AISH-Unesco-OMM.
16. Design of water resources projects with inadequate data: Proceedingsof the Madrid symposium,
June 1973 1 filaboration des projets d'utilisation des ressources en eau sans données suffisantes:
Actes d u colloque de Madrid, juin 1973.Vol. -3.Co-edition Unesco-WMO-IAHS Coédition Unesco-
OMM-AISH.
2.
.lune 1973
sans données suffisantes
.luin 1973
Con resurnenes en espano1
7, Place de Fontenoy, 75700 Paris,
World Meteorological Organization,
the International Association of Hydrological Sciences (President: .-A. odier),
19, rue Eugène-Carrière, 5018 Paris
. PLJ[,dv:
l’éducation, a science et la culture,
7, place de Fontenoy, 5700 Paris,
l’organisation météorologique mondiale,
l’Association internationale des sciences hydrologiques (président:J.-A. odier).
19, rue Eugène-Carrière, 5018 Paris
Impreso por el Centro de Estudios Hidrográficos, Madrid
The selection and presentation of material and the opinions expressed in this publication
are the responsibility of the authors concerned and do not necessarily reflect the
views the publishers.
The designations employed and the presentation of the material do not imply the
expression of any opinion whatsoever on the part of the publishers concerning the legal
status of any country or territory, or of its authorities, or concerning the frontiers
of any country or territory.
Le choix et la présentation du contenu de cet ouvrage et les opinions qui s’y
expriment n’engagent que ia responsabilité des auteurs et ne correspondent pas
nécessairement aux vues des éditeurs.
Les dénominations employées et la présentation des divers éléments n’impliquent
de la part des éditeurs aucune prise de position à l’égard du statut juridique de l’un
quelconque des pays et territoires en cause, de son régime politique ou du tracé
de ses frontières.
P k E F A C E
The I nternat i onal Hydrol ogi cal Decade ( I HD) 1965- 74was l aunched by
the General Conf erence of Unesco at its thi rteenth sessi on to pr omot e
i nternati onal co- operati on n research and studi es and the trai ni ng of spe-
cial i sts and techni ci ans in sci enti fi c hydrol ogy. Its pur pose is to enabl e
al countr i es to make a ful l er assessment of thei r water resources and a
mor e rati onal use of t hemas man’ s demands f or water constant l y i ncrease
in f ace of devel opment s i n popul at i on, i ndustry and agri cul ture. I n 1974
Nat i onal Comm t t ees f or the Decade had been f or med in 108 of Unesco’ s
131 Member States to carry out nat i onal acti vi ti es w thi n the pr ogr amme
of the Decade. The i mpl ement at i on of the pr ogr amme is supervi sed by a
Co- ordi nat i ng Counci l , composed of 30 Member States sel ected by t he Ge-
neral Conf erence o Unesco, whi ch studi es proposal s f or . devel opment s
of the pr ogr amme, r ecommends proj ects of i nterest to al or a l arge
number of countr i es, assi sts i n the devel opment of nat i onal and regi onal
proj ects and co- ordi nates i nternati onal co- operat i on.
Pr omot i on of col l aborat i on in devel opi ng hydrol ogi cal research techni -
ques, di f fusi ng hydrol ogi cal data and pl anni ng hydrol ogi cal i nstal l ati ons
is a maj or f eature of the pr ogr amme of the I HD whi ch encompasses a l
aspects of hydrol ogi cal studi es and research. Hydrol ogi cal i nvesti gat i ons
are encour aged at the nat i onal , reg onal and i nternati onal l evel to st reng-
then and to i mpr ove the use of natural resources f r oma l ocal and a gl obal
perspecti ve. The pr ogr amme provi des a means for countr i es wel l advanced
in hydrol ogi cal research to exchange sci enti f i c vi ews and for devel op ng
countr i es to benef i t f r om thi s exchange of i nf ormat i on in el aborat i ng re-
search proj ects and in i mpl ement i ng recent devel opment s in the pl anni ng
of ydrol ogi cal i nstal l ati ons.
As part of Unesco’ s contr i but i on to the achi evement of the obj ecti ves
of the I D the General Conf erence author i zed the Di rector- General to
col l ect, exchange and di ssemnate i nf ormat i on concerni ng r esearch on
sci enti f i c hydrol ogy and to faci l i tate contacts bet ween research wor ker s
in thi s fi el d. To thi s end Unesco ini ti ated t wo seri es of publ i cat i ons: Studi es
and Reports in Hydr ol ogy and Techni cal Paper s in Hydr ol ogy.
The Studi es and Report s i n Hydrol ogy seri es, i n whi ch the present
vol ume is publ i shed, is ai med at recordi ng data col l ected and t he mai n
resul ts of hydrw ogi cal studi es undert aken w thi n the f r amewor k o the
Decade, as wel l as provi di ng i nf ormati on on research techni ques. Al so
i ncl uded in the seri es are proceedi ngs of symposi a. Thus, the seri es com-
pri ses the compi l at i on of data, di scussi ons of hydrol ogi cal research techni -
ques and f i ndi ngs,and gui dance mater i al for f ut ure sci enti f i c i nvesti gati ons.
It is hoped that the vol umes ll f urni sh mater i al of both practi cal and
theoreti cal i nterest to hydrol ogi sts and gover nments parti cipati ng i n the
I HD and r espond to the needs of techni ci ans and sci enti sts concerned
w t h pr obl ems of water in al countr i es.
A number of these vol umes have been publ i shed j oi ntl y wth the I n-
ternat i onal Associ at i on of Hydrol ogi cal Sci ences and the Wor l d Meteor o-
l ogi cal Organi zat i on whi ch have co- operated wth Unesco in the i mpl e-
 
P R B F A C E
La Conf érence général e de l ’ Unesco, à sa t rei zi ème sessi on, a déci dé
de l ancer, pour la pér i ode s’ étendant de 1965 à 1974, a Décenni e hydrol ogi que
i nternati onal e (DH ), ntrepri se mondi al e vi sant a fai re progresser la con-
nai ssance en mati ere ci’ vdrol ogi e sci nti f i que par un dével oppement de
la coopérat i on i nyrnat i nal e et par la f ormat i on de spéci al i stes et de
techni ci ens. Au oment oìi l ’ expansi on démographi que et le dével oppement
i ndustri el et agri col e provoquent un accr oi ssement const ant des besoi ns
en eau, la D I permet à tous les pays de m eux éval uer l eurs ressources
hydraul i ques et de les expl oi ter pl us rat i onnel l ement .
I 1 exi ste actuel l ement dans 108 des 131 Etats membr es de l ’ Unesco un
comt é nati onal qui , pour tout ce qui a trati t au pr ogr amme de la Décen-
ni e, i mpul se l es acti vi tés nati onal es et assure la parti ci pati on de on pays
aux entrepri ses régi onal es et i nternati onal es. L’ exécut i on du pr ogr amme
de la HI se fait sous la di recti on d’ un Consei l de coordi nat i on composé
de 30 Etats membr es dési gnés par la Conf érence général e de l ’ Unesco; ce
consei l étudi e l es proposi t i ons concernant le pr ogr amme, r ecommande
l ’ adopt i on de proj ets i nt ressant l ’ ensembl e des pays ou un grand nombr e
d’ ent re eux, ai de à la m se sur pi ed de proj ets nat i onaux et régi onaux, et
coordonne la coopérat i on à l ’ échel on i nternat i onal .
Le pr ogr amme de la DHI , qui porte sur t ous l es aspects des études et
des recherches hydrol ogi ques, vi se essent i el l ement à dével opper la col -
l aborat i on dans la m se au poi nt des t echni ques de recherches, dans la
di f fusi on des données hydrol ogi ques, dans l ’ organi sat i on des i nstal l ati ons
hydrol ogi ques. I1 encourage les enquêtes nat i onal es, régi onal es et i nterna-
ti onal es t endant à accroî tre et à amél i orer l ‘uti l i sati on des r esources na-
turel l es, dans une perspecti ve l ocal e et général e. I l per met aux pays avancés
en mat i ère de recherches hydrol ogi ques d’ échanger des i nf ormati ons; aux
pays en voi e de dével oppement , i l of f re la possi bi l i té de prof i ter de ces
échanges pour él aborer l eurs proj ets de recherches et pour pl ani f i er l eurs
i nstal l ati ons hydrol ogi ques en ti rant parti des acqui si t i ons l es pl us récentes
de l ’ hydrol ogi e sci enti f i que.
Pour permet t re a l ’ Unesco de contr i buer au succès de la DHI , la Con-
f érence général e a autori sé le D recteur général e à r assembl er , à échanger
et à di f f user des i nf ormat i ons sur l es r echerches d’ hydrol ogi e sci enti f i que
et à faci l i ter les contacts entre les cher cheurs dans ce domai ne. A cette
f i n, l ’ Unesco fai t paraî tre deux nouvel l es col l ecti ons de publ i cat i ons: «Etu-
des et rapport s d’ hydrol ogi e» et «Not es t echni ques d’ hydrol ogi e, .
La col l ecti on «Et udes et rapport s d’ hydrol ogi e, , dans l aquel l e est publ i é
le présent ouvrage, a pour obj et de présenter l es données recuei l l i es et l es
pr i nci paux résul tats des études ef f ectuées dans le cadre de la Décenni e
et de f ourni r des i nf ormat i ons sur les t echni ques de recherche. On y trouve
aussi les Actes de col l oques réuni s sur ce suj et. Cet te col l ecti on publ i e
donc des données, des t echni ques et des résul tats de r echerches ai nsi
qu’ une document at i on pour l es t ravaux sci enti f i ques f uturs.
On espère que ces vol umes apporteront aux hydrol ogues et aux gou-
vernement s qui part i ci pent à ,la DHI des matér i aux d’ un i ntérêt tant pra-
e
 
tique que théorique, et qu’elle répondra aux besoins des techniciens et
des h o m m e s de science de tous pays qui s’occupent des problèmes de l’eau.
Certains de ces ouvrages sont publibs en coopération avec l’Association
internationale des sciences hydrologiques ou l’organisation météorologique
mondiale dans le cadre de projets réalisés conjointement par ces orga-
nisations et l’Unesco.
The Symposium on the Development of Water Resources Projects with
Inadequate Data was held in Madrid from 4 to 8June 1973 for the purpose
of focusing on the methodology for hydrologic studies for water resources
projects with inadequate data and on current practices for the assessment
of design parameters.
The Symposium was opened at the Palacio de Exposiciones on the
morning of 4June by Miniester of Public Workes of Spain Addresses were
then given by Dr. Dumitrescu on behalf of the Director General of Unesco,
Professor Nevmec on behalf of the Secretary-General f WMO, r. Rodier
as President of I A H S and by Dr. Briones, on behalf of the Spanish N a-
tional Committee for the IHD.
The Symposium was attended by 480 participants from 77 countries.
The technical programme, detaimled in the Table of Contents, included
consideration of 3 major areas:
1. Methodology for hydrological studies with inadequate data,
2. Current practices in different countries,
3. Relation between project economics and hydrological data.
Each area was further sub-divided into topics for each of which the
individually contributed papers were abstracted into a general report, orally
presented by an invited expert, and followed by discussion.
Since the individual papers were not presented at the Symposium orally
by the authors, thery are reproduced here in the orden in which
 
with
June i973 / Blabontion
de# projeu d‘utilhition des ressourcci en eau rans domdes nuttlrantei:
Acui du mlloque de Madrid, juin 1973.
Volume Contents Table des matieres
Foreword/Avant-propos
OF THE CHARACTERISTICS OF DISCHARGES.
POINT 1.1 EXTRAPOLATION DES INFORMATIONS RECUEILLIES AUX
RET PARTICULIER, NOTAMMENT POUR L’EVALUATION
DES DEBITS CARACTERISTIQUES.
SOKOLOV, .A. U.S.S.R.)ENERAL REPORT
MARGAT, . (FRANCE)
Evaluation et répartition des ressources en e a u d’une grande région par
les paramétres hydroclimatiques t hydrog6ologiques . . . . . . . . . . . . . . .
BALEK, .(CZECHOSLOVAKIA)
Use of representative and experimental catchments for the assement of
hydrological data of African tropical basins
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I’écheUedgionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DUBREUIL, IERRE. FRANCE)
Le transfert d’infomtion ydrologique a des bassins versants non obser-
vés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
GARCIA-AGREDA, ., ASULO, ., IPARELLI, . (ITALY)
Pluviometric zones and the criteria to define their boundaries for regions
withscarcedata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
15
27
47
61
89
103
d’estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
VOSKRESENSKI, .P.(U.S.S.R.)
Prinoiph for the computation of tho nuin Ohinctdutb of river wrtm
reaowcea in the abuncl of oburvrtiona on
the bu& of goographid
am11 in cani of r h n c e or
inadequacy of datr on runoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
TOPIC 1.2 THE IMPROVEMENT OF OVERALL HYDR0UX;IC INFOR-
MATION BY SHORT-TERM DDITIONAL AND PARTICULAR
OBSERVATIONS AND MEASUREMENTS. INCLUDING THE
PAIGN USING HYDROLOGIC DATA SENSITIVITY ANALYSIS
BASED ON PROJECT ECONOMICS.
POINT 1.2 - AMELIORATION DE L'ENSEMBLE DE L'INFORMATION
HYDROLOGIQUE AU MOYEN DE COURTES CAMPAGNES DE
MESURES COMPLEMENTAIRES ET D'OBSERVATIONS PARTI-
CULIERES, COMPRENANT LA MISE EN OEUVRE DE CAM-
PAGNES DE MESURES ADDITIONNELLES UTILISANT UNE
ANALYSE DE SENSIBILITE DES DONNEES BASEE SUR
L'ECONOMIE DES PROJETS.
BEARD, EO R. U.S.A.)
DELHOMME, .P., ELFINER, .(FRANCE)
enzonearide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
lity of the geological subsurface
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Determination of snow water equivalent and snowmelt water by
thicknessof snow cover data
region by using
photo.hydrological indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PANT,P.S.,GUPTA,.G. INDIA)
Application of satellite cloud pictures in snow hydrology of the Himala-
yas and in
monsoonseason . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
137
145
153
161
17
191
205
217
233
TOPIC I. A - THE USE OF SIMULATION TECHNIQUES ESPECIALLY DE-
SIGNED FOR DATA-SCARCE AREAS. STATISTICAL ME-
THODS AND DATA OPERATION.
CIALEMENT EWIBOREE POUR DES REGIONS OU LES
DONNEES SONT RARES. METHODES STATISTIQUES ET
TRAITEMENT DES DONNEES.
CORMARY, . GUILBOT, . (FRANCE)
Etude des relations pluie-débit ur trois bassins versants d’investigation .
CHARANIA, .H. KENYA)
Extension of runoff records for small catchments in semi-arid egions . . .
DAVYDOVA,A.I.,ALININ, .P. U.S.S.R.)
HAMLIN, .J., OTTEGODA, .T. U.K.)
The preparation of a data set for hydrologic system analysis . . . . . . . . . .
LENTON, OBERTO L.,SCHAAKE JR., OHN C., ODRIGUEZ-ITURBE,G-
NACIO. U.S.A.)
withlimiteddata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Storage-yield estimates with inadequate streamflow data . . . . . . . . . . . . .
MARTIN JADRAQUE, ALENTIN. SPAIN)
. . . . . . . . . . . . . .
MOSS, .E.. AWDY, .R. U.S.A.)
Stochastic simulation for basins with short or no records of streamflow
O’CONNELL, .E., ALLIS, .R. U.S.A.)
Choice of generating mechanism in synthetic hydrology with inadequate
data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stochastic application in ungauged basins for planning purposes . . . . . . .
ROCHE, ARCEL. FRANCE)
Homogdnbisation et interpolation des donndes pour un modèle de simula-
tion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SHARMA, .D., HATTACHARYA, .P., INDAL, .R. (INDIA)
T h e use of simulation techniques for sequential generation of short-sized
rainfall data and its application in the estimation of design flood . . . . . .
241
265
281
293
305
321
335
349
365
311
355
407
419
Libbanon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WEISS, .(U.K.)
Shot nohe models for aynthetic generation ofmultimite M y unflow
data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WOOD, RIC F. (U.S.A.)
Flood control ddgn with Limited data . A comparinon of the chsical
andBayesianapproaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SIGNED FOR DATA-SCARCE REAS.THE USE OF MATHE-
MATICAL MODELS.
DONNEES SONT RARES.UTILISATION DES MODELES MA-
CIALEMENT ELABOFSE POUR DES REGIONS OU LES
THEMATIQUES.
BERNIER, . (FRANCE)
Données inadéquates et modeles mathématiques de la pollution en riviere
COOK, AMUEL P., BURU, AMUEL G. KENYA)
Regional groundwater rechargeestimates via meteorological data . . . . . .
DELLEUR, .W.,EE, .T. U.S.A.)
. . . . . . .
KOREN, .I., UTCHMENT, .S.(U.S.S.R.)
Obtaining deficient information by
maticalrunoffmodels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VILARO, RANCISCO., USTODIO, MILIO. (SPAIN)
Data acquisition and methodology for a simulation model of the Llobre-
gat Delta (Barcelona, pain) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
For r I va t- r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
TOPIC 1. 1 - TRANSFEROF I F RMATI N FROM BSERVED PO TS TO
PO NTSOF I NTEREST,ESPECI LLY F R T E ASSESSMENT
F T E C TERI STI SOF I SC AR ES.
PO T I . 1 EXTRAPOLATI N DES I F R ATI S REC EILLI ES AUX
PO NTS O SERVES A DES PO TS PRESENTANT UN I NTE-
ET PARTI LI ER, NOTAM ENT P R L’ EVAL ATI ON
ES DEBI TS C TERI STI ES.
SOKOL V,A. A. U. S. S. R. )ENERAL REPORT
ALBI ET,
MARGAT, . (FRA CE)
v ti et réparti ti on des ressources en eaux d’ unegrande régi on par
l es paramètres hydrocl i mat i ques et hydrogéol ogi ques . . . . . . . . . . . . . . .
BALEK, . ( ZEC SL VAKI )
Use of representati veand ri ta cat chment sfor the assessment of
hydrol ogi cal data of ricn tropi cal basi ns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CORMARY, J . M ASSON. (FRA E)
Dverses mét hodes convergentes pour l’utilisation de l ’ i nformati onà
l ’échel l erégi onal e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
UBREUI L,PI ERRE. (FR NCE)
Le transfert d’ i nformati onhydrol ogi que à des bassi ns versants non obcer-
vés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
P vi tric zones and the criteria
to
def i ne thei r boundari es for regi ons
wth scarce data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
O ERLI N,G. R. , ALEA,G C. , ONI , .T. FRAN E)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
 
Principlesfor the computation of the main characteristicsof river water
resources in the absence of observations on the basis of geographical
interpolationof runoffparameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VUGLINSKI, .S.,SEMENOV,.A. U.S.S.R.)
Evaluation of water resources of mountain areas in casi of absence or
i nadequacyof dataonr unof f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
TOPIC 1.2 - THE IMPROVEMENT OF OVERALL HYDROLOGIC INFOR-
MATION BY SHORT-TERM DDITIONAL AND PARTICULAR
OBSERVATIONS AND MEASUREMENTS. INCLUDING THE
PAIGN USING HYDROLOGIC DATA SENSITIVITY ANALYSIS
BASED ON PROJECT ECONOMICS.
POINT 1.2 - AMELIORATION DE L’ENSEMBLE DE L’INFORMATION
HYDROLOGIQUE AU MOYE N DE COURTES CAMPAGNES DE
MESURES COMPLEMENTAIRES ET D’OBSERVATIONS ARTI-
CULIERES, COMPRENANT LA MISE EN OEUVRE DE CAM-
PAGNES DE MESURES ADDITIONNELLES UTILISANT UNE
ANALYSE DE SENSIBILITE DES DONNEES BASEE SUR
L’ECONOMIE ES PROJETS.
BEARD, EO R. U.S.A.)
DELHOMME, .P., ELFINER, . (FRANCE)
enzonearide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
of the geologicalsubsurface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
KOVA S, EORGE. MOLNAR, EORGE. N ARY)
t r ti n of s ow t r equi val ent and snowel t t r by
thi ckness of snow cover data
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MEI J ERI NK,A. J . NETHERLANDS)
v ti of local ater resources in semari d hard rock regi on by usi ng
photo- hydrol ogi cal ndi ces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PA T,P.S. , UPTA,M G. I NDA)
ic ti of satellite cl oud pi ctures in snowhydrol ogy of the la-
yas and in the esti mati on of rainfall over I di a duri ng southwest
monsoonseason . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
T PIC I .3   THE USE OF SI ML TI N TEC I Q ES ESPECI LLY DE-
SI G ED F R ATA- SCA CE AREAS. STATI TIC L ME-
T S AND ATA OPE ATI .
P T I . A   TI LI ATI ON ES TE I UES E SI UL TI N SPE-
I ALEMENT ELABOREE P R ES REG S OU LES
EES SO T RARES. T ES STATI STI ES ET
TRAI TEMENT DES D EES.
J MES, VAN LES. (U. S. A. )ENERAL REPO T
CORMARY,Y UI LBOT,A. (FRANCE)
t dedes rel ati ons pl ui e-débi tsur troi s bassi ns versants d' i nvesti gati on .
H RANI ,S.H KENYA)
xt si nof runoffrecords for sml cat chment s n sem-ari dregi ons . . .
DAVYDOVA,A.I.,KALININ,G.P.US.S.R. )
Smati nof hydrol ogi cal sampl es by natural t r fl characteri sti cs
AMLI N,MJ . , OTTEGODA,N. T. U. K. )
. . . . . . . . . .
LENTON, BERTO L. , C AAKE J R. , OHN . , I UEZ- I TU E, G-
NACI O (U. S. A. )
Pt tia appl i cati on of Bayesi an techni ques for r t r sti ti
wthimt data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cMAHON,T. A. ,MEI N,R. G. USTRALI A)
 
samples
Stochastic simulationfor basins with short or no records of streamflow
O’CONNELL, .E., ALLIS, .R. U.S.A.)
Choice of generating mechanism in synthetic hydrology with inadequate
data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Stochastic applicationin ungauged basins for planning purposes . . . . . . .
ROCHE, ARCEL. (FRANCE)
tion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
for sequentialgeneration of short-sized
VISSER,J.H. LEBANON)
inLebanon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WEISS, . (U.K.)
Shot noise models for synthetic generation of multisite daily streamflow
data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WOOD, RIC F.(U.S.A.)
Flood control design with limited data A comparison of the classical
andBayesianapproaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SIGNED FOR DATA-SCARCE REAS. THE USE OF MATHE-
MATICAL MODELS.
CIALEMENT ELABOREE POUR DES REGIONS OU LES
THEMATIQUES.
 
BERNIER, . (FRANCE)
riviere
DELLEUR, .W., EE, .T. U.S.A.)
A rainfall-runoff odel based on the watershed stream network . . . . . . .
HANN, .T. (U.S.A.)
KOREN, .I., UTCHMENT, .S. (U.S.S.R.)
Obtaining deficient information by solving inverse problems for mathe-
matical runoffmodels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
VILARO, RANCISCO., USTODIO, MILIO. (SPAIN)
Data acquisition and methodology for a simulation model of the Llobre-
gat Delta (Barcelona, pain) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
F o r e wo r d
Whi l e the need f or hydrol ogi cal and meteorol ogi cal data of many types
for the desi gn of water resources proj ects is obvi ous, i t i s of ten f ound,
especi al l y in many devel opi ng countr i es, that such data are ei ther l acki ng
or i nadequate.
Recogni zi ng the exi stence of thi s pr obl em the Co- ordi nat i ng Counci *l of
the I HD appoi nted a gr oup of experts (thi rd sessi on, Pari s, J une 1967) to
st udy the probl em of desi gn of water resources proj ects w th i nadequate
data.
Si ml arl y, the Comm ss i on for Hydr ol ogy of WMO (thi rd sessi on, Geneva,
Sept ember 1968) establ i shed a Wor ki ng Gr oup on Hydrol ogi cal Desi gn
Dat a for Wat er Resour ces Proj ects to prepare gui dance materi al on thi s
subj ect f or the WMO Gui de to Hydrol ogi cal Practi ces and to mai ntai n
l i ai son w th the I D group of experts appoi nted by the Co-ordi nati ng
Counci l .
As a means of taki ng stock of the wor k carr i ed out by the hydrol og cal
communi t y i n copi ng w t h proj ect desi gn w th scarce data, Unesco and
WMO j oi ntl y convened a symposi umon thi s subj ect. The Sympos i umwas
organi zed w th the co- operat i onof the I AHS and the Spani sh Nat i onal
Comm t t ee f or the I Dand was hel d in Madr i d f r om4 to 8
J une 1973 at
the i nvi tati on of the Gover nment of Spai n.
The Madr i d Sympos i um concent rated on t he methodol ogy of hydr o-
l ogi cal studi es for water resources proj ects w th i nadequate data and on
current practi ces for the assessment of desi gn parameters.
The M ni ster of Publ i c Wor ks of Spai n opened the Sympos i um at the
Pal aci o de Exposi ci ones on the mor ni ng of 4 J une. Addresses wer e gi ven
by r. Dumt r escu on behal f of the Di rector - General of Une, sco, Professor
Nemec on benal f of the Secretary-General of WMO, Dr.
Rodi er as Presi dent
of I AHS and by r. Br i ones, on behal f of the Spani sh N t i onal Comm t t ee
for the I HD.
The Sympos i um was at te eded by 480 part i ci pants f r om 77 countr i es.
The techni cal pr ogr amme, detai l ed in the Tabl e of Cont ent s, i ncl uded
consi derat i on of 3 maj or areas:
1. Methodol ogy f or hydrol ogi cal studi es w th i nadequate data;
2. Cur rent practi ces in di f ferent countr i es;
3. Rel at i on bet ween proj ect econom cs and hydrol ogi cal data.
Each area was f urther sub- di vi ded i nto topi cs for each o whi ch the
i ndi vi dual l y cont r i buted papers wer e abstracted i nto a general report ,
 
This volume of proceedings was compiled by the Spanish National Com-
mittee for the IHD; t includes all the general reports and individual
papers presented at the Symposium, as well as the discussions. It is issued
as a joint Un esco/WMO/IAHS publication in the spirit in which the three
Organizations have collaborated during the IHD.
Since the individual authors did not present their papers orally at the
Symposium, the papers are reproduced here in the order in which they
are discussed in the general report for each topic.
Unesco, WMO and I A H S wish to record their thanks to the Spanish
National Committee for the IHD for the many contributions of its members
towards the organization of the Symposium, and for the Committee's as-
sistance in the publication of these proceedings.
 
AVAN - RO S
I 1 est évi dent que, pour él aborer des proj ets d’ uti l i sati on des ressources
en eau i l est nécessai re de di sposer de données hydrol ogi ques et mét éor o-
l ogi ques de types très di vers; or i l apparaî t que ces données sont souvent
i nexi stantes ou i nsuf f i santes, not amment dans beaucoup de pays en voi e
de dével oppement .
Consci ent de ce probl ème, e Consei l de coordi nat i on de la D I a créé,
l ors de sa troi si ème sessi on (Pari s, ju n 1967) un groupe d’ experts chargé
d’ étudi er l es moyens d’ el aborer des proj ets d’ uti l i sati on des ressources
en eau sans di sposer de données suf f i santes.
De son côté, la Comm ssi on d’ hydrol ogi e de l ’ OMMa consti tué sa
troi si ème sessi on ( Genève, sept embre 1968) un groupe de travai l sur les
données hydrol ogi ques nécessai res à l ’ él aborat i on des proj ets d’ aménage-
ment des ressources hydraul i ques; ce gr oupe de
travai l a été chargé de
f ormul er des r ecommandat i ons desti nées à f i gurer dans le Gui de OMMdes
prat i ques hydrol ogi ques, et d’ assurer la l i ai son avec le groupe d’ experts
de la I créé par le Consei l de coordi nat i on.
Af i n de fai re le poi nt des t ravaux accompl i s par la communi t é hydro-
l ogi que en ce qui concerne l ’ él aborat i on de proj ets pour l esquel s on ne
di spose pas de données suf f i santes, ’ Unesco et l ’ OMMont déci dé de réuni r
conj oi nt ement un col l o ue consacré à cette quest i on. Ce col l oque, organi sé
avec la col l aborat i on de 1’ AI SH et
du Com t é nat i onal espagnol pour la
DHI , s’est t enu à Madr i d en j ui n 1973, à l ’ i nvi tati on du gouver nement es-
pagnol .
Le col l oque de Madr i d a trai té en part i cul i er de la mét hodol ogi e des
études hydrol ogi ques sans données suf f i santes et des prat i ques courantes
uti l i sées pour l ’ éval uati on des paramèt res de cal cul .
Le col l oque a été ouver t par le mni stre espagnol des t ravaux publ i cs,
le mat i n du 4 j ui n, dans l e cadre du al ai s des exposi t i ons. Des al l ocuti ons
f urent prononcées par M. Dumt r i scu, au no m du D recteur général de
l ’ Unesco,par le prof esseur Nemec, au no m du Secrétai re général de l ’ OMM
par M.Rodi er , prési dent de I ’ AI SH,et par M. Br i ones, au no m du Com t é
nati onal espagnol pour la DHI .
480 part i ci p nts, venant de 77 pays, part i ci pèrent au col l oque.
Le pr ogr amme t echni que, dont le cont enu déta l l é f i gure dans la tabl e
des mat i ères, portai t sur troi s domai nes pr i nci paux:
1. Méthodol ogi e des études hydrol ogi ques sans données suf f i santes;
Les prat i ques courantes uti l i sées dans di f férents pays;
3 Rel at i on entre les données économ ques du proj et et l es données
hydrol ogi ques.
 
Chacun de ces domaines était subdivisé en thèmes, et sur chaque thème
un rapport général synthétisant les c mmunications individuellles était pré-
senté par un expert, puis s ivi d’une discussion.
Les Actes du colloque, établis par le Comité national espagnol pour
la DHI, omprennent l’ensemble des communications individuelles et des
rapports généraux, ainsi que le compte rendu des débats auxquels ils ont
donné lieu. Ils constituent une publication conjointe de l’Unesco, de l’OMM
et de I’AISH, eflétant l’esprit dans lequel les trois organisations ont col-
laboré pendant la DHI.
C o m m e les communications individuelles n’ont pas été présentées ora-
lement par leurs auteurs, elles sont reproduites dans l’ordre où elles sont
apparues dans le rapport les concernant.
Unesco, l’OMM et 1’AISH tiennent à remercier le Comité national es-
pagnol pour la DHI du concours qu’il a apporté à l’organisationdu colloque
et à la publication de ses Actes.
 
TRANSFER OF I NFORMATI ON F ROM OBSERVATI ON P OI NTS T O OTHER
POI NTS AND DI SSEMI NATI ON OF HYDROL OGI CAL I NF ORMATI ON TO
UNEXPLORED BAS NS
Prof. A . A . S o k o l o v
The netv~ork f bssrvations efist:Ag at present
represents
a discrete field of points ivhioh refleots only approximately the *:onstant
variations of hydrologioai e l m e a t s in space and time.
As quite truly notetl Fierre Dubreuil in his report ("the problemi
af traafer of data from observations on a point to one or emother area
and their dissenclnation on territories and subjeots where no observations
wero onrried out, has always been. and is n q one of the central problems
of hydrologf.
This problem is erspecdally important for developing countries where
the network of hydrologioal stations is still hadequate and the existing
series of observationa too brief(ehort).
But wen in developed countries v:ith a well organieed and sufficiently
dense network of statione and
is, and always will be/ a great number of water bodies (or regiodor whose
enough by as a
sized, and espeoially small water bodies, considerhg their great qurntiQ,
pnill always be examined only selectively.
posts, having operated Por a long time, there
In the Soviet Unior, f o r eYaqle,accordhg to data Prom detailed
inventarication(2) are numbered about 150 O00 rivera with a length Of
more than 10 h(and if ne inolude the shortest rivers with a l e n w b a l m
10h, heir total number will aminit to 2 960 O00 ) nd about 40 300 l s k e ~
with an area erneeding
less
thsa
1 sq.km are boluded, their total number amounts to 2 850 o00 ).The
permanently operathg referenoe network of hpirologioal stations inoludes
 
ebout 6200,and the meteomlogioal network more than 10.000 observation points.
The task of hydrology as a soienoe oonsiate h establishing, on
the basis of a selective
stuty of water subjects, natural laws of the
hyilfolcgioal regime and the distribution in spaoe of its ohaxeoteristios,
nllowing with a suffioient reliability and preoiwneea neoessaay for praotioe,
to spread hydrologioal data to subjeots or regions with a soarcity or
the absenoe of hydrologioal data.
Here we would like to refer agaiii to the already mentioned report tnf
Fierre Dubreuil whioh stresses that the most important in the problem of
transfer of hydrological data to unexplored basins is the analysis anä atuày
of the laws of the influenoe of natural and anthropogenous faotors on water
regime aad water balanoe, in the establishment of qualitative and quan.t;it&e
relations "Hydrology environment". The author of the report notes that the
applioation in the computation of the flcod flow and of other elements of
~dro lo gioa l eg- Qf numerous empirio formulae,
determined for certain
natural oonditions in other regions with different conditions, often results
in g o s e errors and misoalculations.
The transfer of hydrological data to unexplored basina(regiœna) is
direotly or indirectly relnted to the methodology of mapping the oharaoterietioe
of the 4drological regime applied in hydrology, since the praotioalwcyra and
man8 of such tranefer are generally baeed on the mapping of oharaoteristioe
of the hydrological regime and ita parr reters.
"mo basic methods of dissemination(transfer) of hydrolngioal daea
on mexplored basins(regions) are used with the aid of mapa:
1) Drwiilg of maps of isolinesi 2) Division of a territory into regions
based on the uniformity of hydrologioal cha-e.oteriat$oa of the regime and
its parameters.
The prinoiple of the method of isolines is the assumption of the
presenoe in ths nature of a smooth, colistant chenve of the oharaoteristiorr
of the hydrological regime in space,froin one point to another.
The division
"IIomogeneity"
3
of larger or smaller territories end O€ 8 sudden, spcqmodio ohange of the
characteristios of the regime between one region and another..
In the publications on hyckology these h o ethods of geographic
generalization are often opposed to one another. The appearanoe OC.& critioal
attitude
ooncerning the method of isolines proceeds from the fact w th the
development of the study of s m l l basins more and more faotors(data) are in
contradiction with the m o t h e s i s on which this method is baaed. The smaller
the river basin, more tho oharacteristics of its hydrologioal regime may differ
from the meaning of the isolizes wì-ich suppose their smooth change throughout
the territoryo
--
To this o m e given a greaf number 3f exnrnpleao In the USSR, or the
territory ssturted on the left bank of the Volea, for instanoc, two small
basins louated side by side (1OC-200 8q.h.) have a mean many-years spring
flow of 27 and 97 mn, while on the map of isolines of the mean depth of the
spring flow,
at this place is shown an isoline of 6ûnnn.
"aturally, the question arises: w h t indioate isolineat what is their
sigriificanoe and their meming if the runoff of actual basins deviates so much
from them?
In our piiblications (3,u are examined the reasons of the oontradictory
opinions on the effioienoy of the utilization of the method of isolines and
of the method OP division into regions. They are oauaed by a misunderetandhg
and an oppesition of the zonaliw(moth variations) and the eronali-&(sudden,
looal deviafiole) in nature.
In our opinion sonai and asonal 1-8, as well as the method8 of mapping
based on them - methods of isolines and of division by regione,
do not
but mutually oomplete eaoh other. The first (isolines) shows the general,
zonal law# 00 distribution of the characteristios of hydrologioal regime through
the territory of closed basins( ooinoidenoe or a small difference of $be aurfaoe
and the eubsurfaoe nater divide), dieplqred in the murse of &ir averaging
for large areas, for whioh the influence of azonal(looa1) factors of the
environment o m be disregardedzThe seaond. permits to reveel the kiternaï,
disorste by its essenoe, structure Of' these avoraged oharaoteristioa,
 
4
conditioned by the influence of local fwt or s - geological struotures, slopes,
vegetation, spi1 and grounds, which constitubo the surface of tho basin, a d .
others
i
ûno of the rundamental proTLsions of the theorj of hydrological mqping
and
of the applioation of t h e method of extrapolation of data on unexplored
basizs by means of maps of io3linesS cor.8ists in tha fact that the data uaed
in this chse, concern basins complying with the condition:
-
A ~ A ( A ma^ ( )
whsre A ean value of optimal areas OZ the catchment in which is telerated
the interpolatcion o hydrological characteristics by m a n s of isolineai
A 6 max respecti/vely the lower and the upper limit of the catchment
area, whose d a t e are unsuitable for drawing m p a of isolines.
Only
relation o those basins wiiich comply with the condition(I),the
goographical Iritqrpolation is parrrlssible and, consequently, the hypoaesis O?
a smoth and omstant rwiation of tho oharnoteristics of the hydrological reLi-ie
on tho terr%toFj is correcto
In the oatoi-wnt weas r w g i n g from O to A nLio are found other laws. They
ar+ l.aClected in larger or mallsr deflections of the characteristioe of the
ruioff of small rivers f r o , ^ zonal(ssa the abova exainple i>f 27,37 arid 6ûmi)inevitably
everrrged a n d as if liberated from the influonoe of the local factorsíspecificities
oí' the environment, according ti, P. hbreuil). Chinlg to the fa& that in small
basins individual peculiaruios of the conditions of the runoff of snow melt
and rainfall plow are sham most sharply(for example, the g m m d o," one basin ia
made of ~and,oi' another of olay, or one basin is open, another has a forest cover,
etco) the data on the runaff of these basins generally are not suitable for a
geographioal awmarizing with mags of isolines. With the decreaae of the size of
the ce.%chment increases the probabili% of the defleotions, as well as their
importanoeo
The above oan be illustrated by a scheme of defleotions o? the mean annul
runoff(for m m y years) of karat rivers from Its zonal significapoe in relation to
the area of the oatchment(fig.1) .These "fork-shaped" shhemes of deflections can
be disclosed also in study%ng the iliflwnce of othar Pactors(for example, the
 
of the o.ztohment.
Th oqiplltation of these dsfleotiona is owried out by mane of gemtic
P
rdlatiora of the charaoteristioa of the hy.itrologioal regime pli* the faotors
LieteriliQ tham by the lntroduotion of oorrection factors in t h ~onal oharaoteris-
Lics sf the hydrologioal regime, obtained for the uriexplcred'bssina tlrougk-the
m q ~ S f isolines.
Y ie principles of oomputation of the main oharcoterietios of water
resources in the absence or scarcity of )Ij-1romtrioal drrta,
based on the above eox:al
ari e.zo-ml geographioal laws of $he rtmDff, ar9 ex amhed with m r e tietails in the
rop0t.t of Rof K.P.Voekresendqr(5)
In the light of the atom, tht> oonolusion drawn in the report of I.Bdek(e;
euòmitted to th3 present Symposim,
beco*:es olear end convincing, nariiely, that
the defiliition of reference hy4rologiaal charaoteristios for mexplored subjecte
(regions)only on the basia of data from r-jpreaentativa and experimental basins,
c w n o t be ~ e o o m a d e d , .e. it ie not possible to transfer direotly data Prom
7bswvations on 8-1 catoinnents tr, unexplored large basine.
The author of the report, analysing the data on experimental
and represat-
ativu basins of fropioal Mrioa, where under the THP programe were created
m r e
than 100 represantativ
StUdy(8nalya~s)dfdata from experimental and representative basine and of those Prom
the standard network is neoesomy. The differenoe between the charaoterietios of the
runoff, obtained on small experimontai catchumts and aidlar characteristioa o? the
b a s h of a standard netmork, should be carefully analysed.
d experimental basins, brawe the ooaoluiona that a joint
+
Considering influace of fc-eats on the runoff on the basis of dooumente
from experimental investigationa ia X q a , ;r.Balak d r w s the conoluaion that a bamboo
or a high mountain forest reduoes the surface runoff a t h a t the replaobanent of
forests by aEricultural farm inoreases the voliono of the runoff. Transevaporation
from forest vegetation mas three times higher than that from aeac;onl;r subnierged
fields.
With the increase OP tho
'egrje c? boggiilp;, accorahg to data from o b se r
vations in the basin of the river
Ilafou, the annual runoff deoreases. in this oonna-
ctiori, 7.Balek underlines that m r a attertio- should bo drawn 'to hy~oloy;y f
tropical mmps, as these wrsnps play an i:pcrtoil-t role in ti-9 foranation of the
river r m o ff
 
notes that the methods of oomptation of the nuirf8
usad at present in the temperate climate should Se revised taking into aooount
the specific oonditione of tropioal oatohrnents.
In the report of VbS. Vuglinsw and V.A. se?mmv(fl are atudied the
specificities of formation and the methods oî .h.anefer of data from observa-
tions to unexplored basins si' the runoff in mountain are-,
including the
conmody utilized method of d etedning the standard of the annual runoff,
based on the establishment of regional relations of the npdulua of the
annual runoff to tho height of the uatchment, aooording to data from explored
basias
The authors note that,pthe computation of the runoff of small oatch-
-.axts t h utilization of the relatlon of the nodulus of ruroff to tho height
of tho catohment obtains not always satisfaatory resdtte, whio-h can be
explained by the kifluence o f looal faotors in the mouutains~In this relation
oatchments with the same altitude 0811 differ ccmsirlerably by the conditions of
their formation,
as well as by the volun.3 of the ennual runoff.
In suoh cases the auL,hors recomnend to determine the standards of i k i
annual runoff of mountain catcbments witi sufficient or exoessive misture,
by m e a u of' a joint solution of tho equation of the sate- and heat-balanoe.
Tile runoff is oaloulated bj the differenoe between preoipitation and m p o -
transpiration. The definition of the Etasdard annual preoipitation is oarried
out with the applioation of graphs of the relation of preoipitationa with the
altitude, taking into amount the crogaphio speoifioities of the mear
i.mre preoiTTequation of & bhdyko# nihioh takes into aooouut the turbulent
heat exohange th3 baaio paramatera of mhioh are : adiation bCbhaOe, precipi-
tation and turbulent heat-exohange.
oniputation of the etandexde of aruiual evaporation is made by a
The above sohem of computation is used for catolnnents looated in the
lower and
middle mmtein
bolts.
be used also, but ki this o w he number OP terma of the water bcilanoe
For the higher iiiomrtaine this method
oan
of glacier6
 
7
lr
various underlying surfaces of the high mu u t a i n s ~ o
In this report are also studied the methoCs of oaloulation of the
coeft'ioient of variability of the annual ruuof'f Cv, ueed in momtait~
ter i o - ies
In the report of the group of authors: ML Albitlet, G. Castany, Mpe
Delaroziere-Boulllin, R. Jonac et G &-gat(B) is exposed the method of appraisal
of the &mers1 water resoiiroos(equstsd by the authors to the mean m u a l r-uiorf)
the renmable groundwater resources with inadequate data. used by th93 authors
for the
The authors recomiiend to determine the general water resourcss(Ptreamf1m)
' 51~means of maps of
isolines of preci;>itatkon &Td evapotranspiration, by the
?ifference precipitation minus evepotransporation calculated by ths method
scpares. ìVhm there is a grmi. tf e r e n c e of the factual evaporation,obtained
> y the differeroe precipitatior? runoff in a looked discharge seotion line
mid evaporation,
calculated by ti- method of Thornthwaite or Turc, a oorreotion
coeri'icient is introduced C, by means of irhich the map O P the rateu evaporatào.on
13 correoted.
Thornthwalte or Turc. Th3 value f these differancea are dotarmined by conventional
yhe authore determina the na%iiral resources of groundwaters far the
smis squares of the map as the volume of tha goneral runoff by moans of
"Geological coefficients" de%i,eci as a portion of the unclergound flair in the
generai river ~ f f i
'fl.is approach to th?: le.:iriitiov of the volurm of renewed resourods
of groundwaters is also utili.eed in the ':SSt? in the publioations of B.I.Kudolin
a n d o.v.Fopov(9)
The method o? computation of the total runoff by m e a m ,>P he difference
3recipi :.ation minue evapotranapii.ution arid ths 3efinition, ori tYAs basig oí' the
so-. .allad " C l h t i o rUnoff",recomnan<iedb;r the authors as in ths preoeden% report,
h a s baen used ?or R lon; t h e , ( h partimlm it was applied by id.I.L'vovitch
in 1945 in his work"E1emnts o" w a L x regirno of the rivers of the Earth"(lo),
but it has seriocs limitationso More or less acoeptableyare obtained by this
sults
is stffioiently important.
he differenoe-preoipitationrtlh~uswapotranepiration
+
In the practioal application of the method, the definition of diïferentiated
rr?min@of the "geologiaal coefficient" for eaoh square of the map Ocin giv$ise
t o difficultiee, especially when the territory has been inauffioiently stuclied.
In the reporta e€ van E y l c h
are examined the methods of oompukation
of evapotranspiration in regione with identioal o l h t i c oonditione 11)
The author indioates that the existing simplified nudele of oalouiation
of evapotranspiration through a limited number OP parameters, for at€UUple, by the
temperature of the aiqmrathwaite ,me@ aid Criddle,and otherr) lead to errore
in the evaluation
of
the monthly and annual volumea of evaporation m - h g %O
3 ~ %r mare. Contradictions in t h esulta of oalouiationa mado i>r existing
formulae are shown 3x1 fig.1.
a more detailed method with the utilieation of euch parametera M radiation
balance, precipitations, air
The author reoommenda, wh& oaloulating evaporation,
To find an isauo to this sAtuation, namely, that the mentioned initial data
are not everywhere available, tho author proposes to utilize the idea of homolhate.
The main point of his proposal oo#neists in the choice of a well-bonm region
mhere the clinlatir; conditions approaoh to the mx-. the conditions of' the area
in whioh the oamputation of evaporation m & b e oarried out, nnd where the hitiril
data are misskiq. According to the aseertion of the author, it is possible by thi&
homolinatio method to oaloulate the monthly and m.nual volrpnes of ewlpotrauepira-
tion, differiiig not more than by i@ from those which were measwed.
The author describes the desip sohhome adopted by him for the homoolimatio
maluationa of evaporation which is based on tho equation developed ky Penmaw
(i9fflDiq56)
OD
It should be noted that this equatior
does not take inb aooount the
temperature stratifioation ar-d th e mietur6 c q - t m t of' ,he soil. Therefore it
i B applioable only for computation of potential svapotranspiration from soctions
of the land with an opthal nmisture(irrigation, oapillary subteraraean feeding,
herbagea oloeed up in the stage o f optimel development). Unfortunately the report
doeo not metnion this.
9
An important particularity used by the author cf the equation oonsista in
the possibility to oaloulate instentaneOue(urgent) values of the velocity of
?vaToration.me author of the (van
'PlC%)of the opini.on that the Us8 OP
the seasonal, montka and even aeeWy mean values OP the inftfal meteorologiosl
factors for the evaluation of the evaporability(%) gives false resultem We have
tr agree ruith thie.
is taken into aooount the
resistance of the outleta(aooord3ng to bntwt). The reoalaulation of tho ptential
evqoration by
the equation, in nhioh is t a ù a into aooount the rssisfauoe of
ouilete, has prmed that this equation obtains the best reaults(8ee lower part
cif figme).
This method shoulü be w e d oniy for the computation of ahorMenn(hourly)
data. l'o illuetrate his opinio8fn Hylc-s fig.1 in which it o m e seen that
fi oalculated by the mean hourly initial data cire nearer to fhoee measured,
t han the data from oalculation through mean daily values of meteorologiod elements.
TO conolude, t ie author riotee that on the basis of the available climatio
olassification(maps) it is possible to use the homolimati0 method and obtain
reliable evaluations of the potential Jvapotrsnspirntion for insuffioiontly axplored
regions
The defeot of the proposed method of trm-sfer o? data from one region
to another oonaista in a huffioient preciseness of the definition of the hoim-
climate end the absence of reliable homolimatic maps.
We have to atop shortly on two other reports, al though different by their
oontent, but having m q o m n features. We have iri mind the reports of G.R.
Tiercelin (12) and of the mau p of airthora R. OaroirnAgreda, G. Raastd.0 and
Viparelli(l3). Their oomnon feature is the statistical aepe& of the problein of
trauef r of hydrologioal data to unexplored basins(regi0ne)
h3 notes ir his report G.R.Tieroelii: ,disregarding minor d*ih, the
methods of ddinition of parameters of the runoff oould be divided eseentitrlly
hi t o *O grOU2jS 8
 
paraueter(man, oodfioient of variation, coeffioient of oorreìation between
adjaoenf t e m m of a series, eto.) from basio phyaiographio oharaoteristics
(precipitation, evaporation, dimension of the area of the Oabhmonf, height
above sea ïeveï, forests, etc.).
2) A joint analysis of runoff data by a group of bydrologioal identical
catohments(with a similar condition of formation of the runoff).
In the first oaae, the value of the interested parameter for an unexplored
stream is oaloulated by the dependence obtained through the data of the neighbus
h g streams, and in the seoonä oase this value is oonsidered a8 equal to the
arithmetioal mean value f'rorn the seleoted values of parameters of rfvere studied
jointly.
is used BP assooiated analysis of data
aooording to s o m previously seleoted and hydrologioahy identiod rivers, with
the same periods of observation and having slightly differat seleotive vduss
of statistioal parame'ters.In this m ~ ~ e rs determined the regimal signjd'ioanoe
of parameters of the monthly runoff. Data from 12 stations with 49 years of
observatioiis(Prom 1920 to 1968) are w e d and are divided iPt0 h o group80
ñegional a u e s of
htraouolear correlation,
regions are reoonunended by the autbr tQ be trenaferred to irnqlored sl;reama
of a given region.
obtained by means of averaging for "idmtioal"
very importtant in this report is the theoretical part devoted fo t e
definition of the mean-square-error of the kraasfer of the r e g i o d value of
the parameter to a oompletely ur-explored or Fnsuffioiently studied wateroourse.
The importanoe of the mean square error depends on the qumtlty and
hydroïogioaï data for the region(o0oasionaï deviation), as neil as from the
representativeness of the studied river for a given region(deviat5on oaused by
geographioal faotors). The Formulation of this problem tio a large extent
reminds
the works of S.N.Kritcky, ?d.F.b&el and $.G.Blokhinov(m in whioh it is also
proposed to oonsider fho complete dispersion of parrunstere of Joint series a8
the result of a oonoerted aotion of the abové) oauses.
of
11
of the proposed formulae requires a great oare, as their utilization implies
the sigiif;oance of unknown nctuE1 values of dispersions of paraneters and the
correlation between the selocted paraneters.
1;lieir s m d l nimiber the substitiition of actual values by seleoted values o m in
a nunibre of oases oomiderably distort the value of the mean-square-error of e.
i.ogio2irsS inportanoe.
In the work of G.R.Tiercelil?
, th0 choice of a group of catchmante
(ciivisiori by regiom) was cwïied out on the basi8 of orly a "Visual'1
comparison of the selective values of the parameters oaloulated for separate
rivers.
of tho riinoff on catchments outlined for ct joint stuciy with a consequent applic-
ation for the final selection of statistioal oritoria of similarity, would
be m r e aoourate. This more rigid apprcjach to the seledion of s M l a r regions
is applied in the work of R. Garcia-Agrede., G.Rassulo and R.Viparelli(l3),
in which the authors propose to se1eot"plwiorietric zones'by the oonstruction
of "peridssible" 9% confidenoe intervals of paraiiiaters of distribution, determined
according to data from observations in separate points.
will enable w,in a numbor
OP
in OW
g-oup catohinontJ with heterogonoous ooI?i?itions f formation of the runoff
The arithntetioal mean should hardly be taken always as D regional value. It would
be m r e advisable to weigh the selective values of parametars obtained for
separate rivers. For example, the weight ooeffioiente should be taken in a direat
ratio with the areas of attraotion and the length of the utilized series.
In our opinion, a preliminary analysis of the conditions of formt ion
This more rigid approaoh
In apite of the great preoiseness of regional parameters noted in the
work o," Mr. Tieroelin , whioh in the opinion of the author can be muoh higher
than for parameters obtained in a short series, the proposed method oannot,of
coupse, replace a oareful analysis of initid data - whioh was already stressed
in the report of P. Dubreuil.
In this oorineotion, we would like to refer to the detailed oritioiem
of the method of hodostations(interc;anneotionof series) submitted in the report
of A.I.ChebotareP. and B.I.Serpik on the Leningrad Symposium on Floods and their
Coniputation(l5), with whose opinion, ooncerning the sffioiency of this method,
i quite agreeo
1 2
Besides, the author himelf repeatedly atreeeee th0 neoeseity of a oareful
approaoh to the interconneotion of eerie8 of obeervationa on r i m s of the
so-called identioal regione.
To conoluäe, it diould be noted fhat b es ti g at io m on the a;plication
of the mathematioal apparatus for the Lins of epeoe interpolation of hydrologioal
oharacterietios of the multiple liuear oorrelation are oarried out at preaeurt(16,17)
At the s a u ~ ime onethe basis of a multiple linear regreasion, the oonetruc-
tion of a field of isolines of hyärologioal characteristior, impleppsnted by
a
conputor with an ewaluation of the preoiseneas of interpolation in q ivan point,
i e eventually projeoted.
I. P.Dubreui1. Transfer of hydrologioal information to uuexploreâ river basins
(presented
ta
the Symposiimi )
2. A . P . D o d t ~ , ReG. Dubrovina, A.I. i8aevat"Rivers and Lakes of the USSR"
(reference data) Gidrometeoiedat, 1971.
3e A.A.Sokolov "Zonal m d a~oneï actors of the runofP".Coll.nf public. on %drology
No 2, GidrO~teOisdat, 1961.
4 A.A. Sohlov.The theory of hydrologioal mapping. Bull&ln VW, N0.1~1968.
5. K.P.Voükrûs~~e Principles for the computation of the basi4 oharaoteristioa
of
water resouroes of rivers with inadequate observationa on the baais
of the
to the
Splposf all$
6, 3.Balek. Utilieation of representativo and experimental catobments for the
S y q o id
7. V.S.Vuglinsky and V.A.Semonov. fialualiion of water rmources of mountain
weluation
of
territories in t h e absence or soarcity
of
data
of
GICastauy, Mr8r belaroeiercBouillin, R. Jonirc,. J. Margat.
Evaluation and distribution of water resources of large regions on the baais of
hydroclimatio and hydrologic oharaoteristioa (presented to the ~ p s i m n )
9. G.I.Kudelin, OiVmPOpOV. Influeuce of olimate on the natural 1-8 of formation
of
the groumator fian. Reports OP the soviet geeïogistrr to the 24th session
of th9 International Congresri on ûeology.%ydrogeology and Engitmerlng bolo&,
"Nauka", baoon, 1 W m
10. M.I.LlvovEtoh. Elemnte of water regime of the rivers OP %e Earth. hblio.
of KtU ceni sa) sa) Board OP the Qdrsmiteomlogioal Servioe) Ser.IVlvol.18
Sverdlovsk Leahgrßddr
11. T.E.A. V a Computation of evapotrmspiration by region8 with
idontical climatic condWions(presented to the Symposium)
12. 1LR.Tiercelb
of evaïuation(presented to the Symposium)
13. R. Garoia-Agreda, G. Rasuulc, R. Viparelli. Pluviornetrio zones
and
oriteria
for evaluation of their limits Por region8 w5th insufficient data
f rom
14
S.?l.Kritzky, M.F.Menke1. T.bthod o f a joint aaolyeis of observation8 of the
runoff of identical basina. Public. of the CCI(State Institute of Hydrology)
vol.180, kMmmeteoizdat, lr; G.
15. A.I.ChsLotmev and B.;.SerpZc. Of the passibility of using the
intorconnected seriea of hyàrologioal ohaxaoteristios for the oomputaticn oi t h
runoff:. Internationo1 Sy-fnposiun on Flscds a d heir ComputationbGidrometeoiedat,
1969
16.
A.V. lbjdestvendcy. The exporimco of bringing the river runoff to a long-term
period by the method of multiple linear correlation. Coll. of public. on ~ d r o l o
No .10.Gidromsteoi~dat,1970.
17. A.G. bbanova, A.V. HojdestvensQ. Space-correlation funotiona of the river'
raoff of the rivers of the Dnlepr b a s h coll. of puklio. on ~dr010gy~1Jo.11
Gidrom uo zdat 1973
 
EVALUATI ON ET REPARTI TI ON DES RESSOURCES EN EAUX D' UNE GRANDE
REGI ON P AR L ES P ARAMETRES HYDROCL I MATI QUES ET HYDROGEOL OGI QUES
P a r : M. Al b i n et , G. Ca s t a ny , Mme O. Del ar o z i er e - boui l l i n,
R. J o na c et J . Mar gat .
ABSTRACT
The ev al uat i on and r e pa r t i t i o n o f t ot a l and gr oundwat e r r es o ur c es
or a l ar ge uni t , c ount r y, r egi on or gr o undwa t e r b a s i n , may be r a pi dl y
made wi t h r es t r i c t e d da t a , by s i mpl e c al c ul at i on, s t i l l obt a i ni ng a
r uno f f r a t e of t he wa t e r c our s e s may be ev al ua t e d by t he s pe c i f i c
r unof f . Thi s i s c al c ul ed, ei t her di r ec t l y wi t h hydr omet r i c dat a, or
i n t he a bs e n c e of ga ugi ng by e xt r a po l a t i o n ba s ed o n hy dr o ge ol o gi c a l
c har ac t er i s t i c s c ol l at ed wi t h t he val ues by t he c l i mat ol ogi c al e xpr e z
s i ons ( L . TURC, THORTHWAI TE) .
T he gr o undwa t e r r e no uv el a bl e r e s our c e s a r e e ga l t o t he a ve r a ge
annual gr oundwat er f l ow r at e t hos e ev al uat i on t es t s on t he di v i s i o n,
wi t h t he hel p o f an i nde x, of t he s pec i f i c r u nof f . Thes e i ndes ar e
wor hed out wi t h t he hel p of geol ogi c al c har ac t er i s t i c s an hy dr ogeo-
l ogi c al c har ac t er i s t i c s punc t ual l y obt ai ned b, y f i el d t es t s .
s uf f i c i ent dat a c onc er ni ng t he pr ec i pi t at i ons , t emper t ur es a nd ge ol o gy ,
i t i s pos s i bl e t o obt ai n a s at i s f ac t or y k nowl edge of w a t e r r e s o u r c e s
whi c h expl o i t at i on and pl ani f i c at i on. Pr ac t i c al r es ul t s ha ve been
o bt a i ne d i n F r a nc e and Ve ne z ue l a .
The t ot a l wat e r r es our c es , as i m l at ed t o t he aver age annua l t o t a l
T hus wi t h r e s t i c t e d hy dr o ge ol o gi c a l a nd hy dr o me t r i c da t a a nd
RESUME
L ' éval uat i on et a r épar t i t i on des r es s our c es e n eaux, gl obal es
et s out t er r a i nes , d' une gr ande uni t é, pa ys , r égi on o u bas s i n hi dr o-
gé ol o gi que , pe uv ent ê t r e ef f e c t ué es r a pi de me nt a ve c d es d onné es r e s -
t r ei nt es , par des c a l c ul e s i mpl es , t out en obt enant une pr éc i s i on
s at i s f a i s ant e.
L es r es s o ur c e s en eaux gl o ba l e s , a s s i m l é es a u debi t d' éc oul ement
g l o ba l a nnue l mo ye n d es c o ur s d' eau, pe uv ent ê t r e év al ué es par l e mo -
dul e s péc i f i que d' ec oul ement t ot a l ( i / s . km2) . Cel ui - c i e s t c a l c ul é ,
s o i t di r ec t ement 2 par t i r des l es données hy dr omét r i ques , s o i t , e n
l ' abs enc e de j a uge age s , p ar e x t r apo l a t i o n b as é e s u r l e s pa r a mèt r e s
hy dr ogéol ogi ques et c onf r ont ée av ec l e s val eur s c a l c ul ées pa r l e s ex-
p r e s s i o ns c l i ma t o l o gi q ue s ( L . T URC, T HORTHWAI TE) .
débi t de l ' éc oul ement s o ut er r ai n annuel moyen, dont l ' éval uat i on r e -
pose sur l e f r ac t i onnement , a l ' ai de d' i ndex, du modul e s péc i f i que
d' éc oul ement t ot al . Ce s i nde x s o nt é t abl e s l ' ai de de s pa r amè t r es
ge ol o gi que s et des c a r a c t ér i s t i que s hy dr o gé ol o gi que s obt e nue s po nc -
t uel l ement par des es s ai s s ur l e t er r ai n.
Ai ns i a ve c de s do nné es hy dr o mé t r i que s e t hy dr o gé ol o gi que s r e s -
t r e i nt es et des données s uf f i s ant es s u r l es pr éc i pi t at i ons , l e s t em-
pér at ur es et l a géol ogi e, i l es t pos s i bl e d' obt eni r une es t i mat i on
s a t i s f a i s ant e des r es s o ur c es pot ent i el l es moy ennes pour l a m s e en
val eur et l a pl ani f i c at i on, Une r eal i s at i on pr at i que a ét é obt enue
en F r a nc e et a u Ve ne z ue l a .
 
1 NTRODUCTION
1.1. Rappel des notions sur l'écoulement de l'eau dans l e sol et le
sous-sol. Répartition de l'eau des précirdtatlons.
Le débit de l'écoulement total QT, mesur8 à l a station de
jaugeage d'un cours d'eau, exutoire d'un bassin versant, est la somme
de l'écoulement de surface Q R dans l e réseau hydrographique et de 1'
écoulement souterrain QW, transité par l es aquifères du bassin drainé$
L'écoulement de surface, QR, direct, rapide (quelques heures
quelque6 B o w s ) correspond à la crue de l'hydrogramme d'écoulement.
L'écoulement souterrain, QW, lent,différ$, de parcours com-
plexe dans le s aquifères et de longue durée (quelques années à des
centaines, voire des milliers, de millénaires) est à l'origine du
débit des cours d'eau pérennes en absence de précipitations (étiage).
D'oui l'importance de la mesure des débits d'étiage représentant le
d é M t minimal moyen de l'écoulement souterrain.
L e débit de l'écoulement total est alimenté par les préci-
pi ta ions e c es, PE,
dlf r en c s entre 1 évapo transpira i n
réelle, ETR et les précipitations totales, PT ( E = PT - ER). Eh 1'
absence de variation
déficit d'écoulement moyen interannuel E"T est égal à PT - QT.
des réserves (longue période d'observation) l e
Le s débits de llécoulement total et de 88s deux composants,
l'écoulement de surface et l'écoulement souterrain, sont régis par six
groupes de facteurs conàîtionnelst
caractéristiques géologiques du sol: lithologie des terrains,
perméabilité verticale, structures;
- c rac éri stiqu e mo rp olo iqu e
rnorphom6 15, pen te s
reli
- cm actéri stique s hydrogéologiques: humidité de l a zone non
eaturée, profondeur de la surface piézométrique, paramètres hydrauli-
que s des roches réservoirs et de l'écoulement et de6 structures hydro-
géologiques;
Ces facteurs, interférant, peuvent
ensembles: hydroclimatologie-hydrométrie, géomorphologie, géologie.
Le s caractéristiques géomorphologiques et géologiques du bas-
sin jouent un r8le primordial dans le fractionnement de l'eau des préci-
pitations, d'o.ii la possibilité d'établir des index, utilisables pour 1'
évaluation du débit de l'écoulement total et de l'écoulement souterraint
De m8me il est possible d'établir des index climatiques.
Le s réservoirs aquiferes ont un r8ie régulateur du débit de 1'
écoulement souterrain par l a faible vitesse d'écoulement déterminée par
la transmissivité et par la mise en réserve temporaire d'eaux souterrai-
nes, fonction de l a diffusivité ( transmissivité/coefficient d'emmagasi-
nement) et des conditions aux limites. Le s réserves en eaux souterraines
sont donc a considérer pour l'évaluation des ressources en eau.
1.2. Débit de l'écoulement moyen interannuel et ressources en eaux
renouvelabl s.
ces en eaux renouvelables, potentielles, moyennes globales. I1 est
déterminé sur une période de 5 à 10 ans:
- directement par traitement statistique des données hydrométriques;
- indirectement 6. l'aide d'expressions climatiques mensuelles ( URC -
et THORNTHWAITE) résolues manuellement ou sur ordinateur.
L'écoulement moyen interannuel, QT, erprimé en laine d'eau
2
moyenne, ou module spécifique d'écoulement total (l/s.km ) ermet le s
interpolations et extrapolations et l'estimation des ressource8 poten-
tielles moyennes des bassins non jaugés.
L 'estimation des ressources potentfelles moyennes globales par
comparée aux &mi.uations basées uniquement sur des mesures hydrométri-
ques relatives à de longues périodes.
 
interannuel
L e débit de l'écoulement souterrain moyen
a s s i d l é au débit moyen interannuel des aquifères dans l e cours d'eau,
peut être évalué par l'analyse de l'écoulement moyen interannue1,QT.
Une méthode de fractionnement, à l'aiae d'index et étalonnage par des
analyses d'hydrogrammes de bassins représentatifs assez homog&nes, a
áté appliquée. Ces index expriment:
écoulement souterrain - c$w en pour cent
index = -
Une importance particulière est apportée, dans un souci
de planification et d'aménagement du territoire, à l a connaissance,
donc A l a cartographie, de la distribution spatiale des ressources en
eau, globales et souterraines. Le s données hydrologiques disponibles
sont, dans la plupart des régions, insuffisantes pour permettre
une cartographie. Par ailleurs dans bien des cas il serait inte-
ressant d e pouvoir estimer les modu les spéc ifiq ues d'écoulement
de bassins non jaugés.
d'évaluation des écoulements moyens, total et souterrain, par bassin
versant a été mise au point en vue d'une cartographie à petite échelle
applicable B l'ensemble d'une région ou d'un pays.
Son principe, 6e s modalités d'application et le s résul-
tats obtenus sont présentés sur un exemple concret.
L a méthode d'évaluation et de cartographie de 1'8couleumt
a été établie de facon à pouvoir Itre traitée automatiquement. le, ou
les, bassin6 étudiés étant discrétisés en mailles régulières.
2.1. Données de bases nécessaires à l'application de l a méthode.
Ce sont:
toire du bassin versant;
- carte en courbes isohyetes des précipitations moyennes interan-
nuelles PT, de la période p, sur l'ensemble du bassin versant;
- carte de zonalité de l'évapotranspiration réelle moyenne inter-
annuelle ETR,
de la période p, sur l'ensemble du bassin versant. E$
théorie n'importe quelle méthode de calcul d'un indice d' évapotrans-
piration réelle a partir des données climatologiques mesurées ponctuel-
lement peut 8tre utilisé. En général, l es valeurs de llévapotranspi-
ration réBlle moyenne interannuelle le s plus significatives sont ob-
tenues par calcul sur l'pas de temps11 mensuel, soit à partir de la
hauteur des précipitations et de l a température par la méthode de
TH RNTH AI TE, soit à partir de la hauteur des précipitations, de la
température et de l'insolation par l a méthode de
TURC
mensuelle. Dans
ces deux cas, l es calculs doivent Btre effectués mensuellement pour
chacune des années réelles successives de la période choisie. L a moyen-
ne interannuelle doit Btre évaluée exclusivement à partir des valeurs
annuelles de 1' vapotranspiration réelle obtenues. Ces opérations
peuvent Etre réalisées automatiquement à l'aideud'un programme de cal-
cul établi au Bureau de recherches géologiques et minières (B.R.G.M.).
2.3. Calcul de l'écoulement total.
Le s données de base étant acquises, les c d c u l s suivants
sont effectués successivement:
calcul de l a lame d'eau prkcipitée moyenne interannuelle (en m,
m, ur l'ensemble du bassin versant, par moyenne des lames d'eau pré-
cipitées sur chaque maille;
calcul du déficit d'écoulement moyen interannuel (en mm), ETT,
sur 1 'ensemble du bassin versant, par moyenne des déficits d'écoulement
relatifs à chaque maille lorsque l'on a adms une hétérogén6ité de
ETR dans le bassin (sinon ETT = PT - QT);
 
hTT. (données calculées) et calcul d'un coefficient de correction c;
C = ( P T - Q T ) / E T T
Puis calage des "bilans" unitaires de chaque maille ( ETT =
PT - QT) sur le débit d'écoulement total du bassin par application du
coefficient de correction, C, à 1'EITR de chaque maille.
- calcul de l'écoulement total unitaire, maille par maille (en mm),
par différence entre l a lame d'eau précipitée et la hauteur d'&rapo-
transpiration réelle corrigée.
2.3. Evaluation de l a distribution spatiale de l'écoulement souterrain
La distribution par maille de ltécoulement total pour le
bassin étudie étant connue1.trois procédures sont appliquées en fOnC-
tion des données disponibles pour l'évaluation et la distribution spa-
tiale de l'écoulement souterrain.
rectement par application des index à la valeur de l'écoule-
ment total de l a maille;
le calcul de l'écoulement souterrain total du bassin versant
est effectué par sommation des écoulements souterrains de
chaque maillem C'est cette procédure qui a été utilisée pour
"
- deuxième cas: existence d'une estimation de l'écoulement souterrain
total à l'exutoire du bassin versant (valeur obtenue par analyse des
hydrogrammes, selon une convention appropriée) et d'un bassin litholo-
giquement assez homogène. Cette méthode, concevable en théorie est
rarement applicable en pratique, car les bassins assez grands qu'il
faut considérer ne sont généralement pas homogènes.
- troisiéme cas: existence d'une carte des index et de l a valeur
estimée de,l'écoulement souterrain total à l'exutoire du bassin versant
 
- une première valeur de l'écoulement souterrain de chaque
maille est obtenue par application des index à la valeur de
l'écoulement total de la maille;
- calcul de l'écoulement souterrain total du bassin versant
par sommation des écoulements souterrains de chaque maille;
- comparaison de l'écoulement souterrain total avec l'écoule-
ment total,
Q T Q W
souterrains de chaque maille.
I1 est important de souligner que le débit s ou te rr an
cifique moyenne probable des nappes souterraines dans la maille, par
infiltration de l'eau des précipitations, indépendamment de tout
apport pouvant provenir d'une autre maille.
2.4. Simplifications admises.
rain, peut fournir des résultats significatifs al elle est appliquée
H des bassins versants de dimensions assez grandes, à partir des
données hydroclimatologiques moyennes interannuelles, établies
sur une période suffisamment longue pour que le rble des réserves,
superficielles ou souterraines, puisse $tre négligé.
De plus cette méthode s'adresse aux bassins versants pour
lesquels il est possible d'admettre que le débit des nappes souter-
raines est drainé essentiellement par les cours d'eau du bassin. Eh
domaine karstique,par exemple il sera nécessaire de grouper les
bassins versants de telle sorte que les transferts d'eau aux limites
des groupements établis soient négligeables.
3.
D AUTOMATI SATION - PROGRAMME FI,&.
Le calcul et la cartographie des écoulements, total et sou-
ont été réalisés pour les bassins versants du Doubs,
de laerrain,
2 2
Haute baône et de l t x i n , sur une période de référence moyenne de
5
ans. A cet effet, une carte des précipitations moyennes et une carte
de 1'évapotranspiration réelle moyenne interannuelle (méthode de TURC
mensuelle) ont été réalisées.
fonction des relevés hydrométriques disponibles, pour llapplication
du programme I.L$C. Dans leur définition, tous les bassins versants
é1éi;lentdres présentant entre eux des échanges souterrains ont été
groupés de telle sorte que pour chaque ensemble les limites topogra-
phiques et hydrogéologiques soient concordantes. Le s groupements
suivants ont donc été traités:
- bassins versants de l a riaute-Saône et de l'Ognon limités aux
stations de jaugeage de day-sur-&8ne (sur la aaôiie) et de Pesmes
(sur l'Ognon). Superficie totale : 5 782 km2, débit total mogcpn
(période i964-iY68): 3 093, 7 lo6 m3/an;
- bassins versants du Doubs et de l a Loue limités aux stations
de jaugeage de Rochefort (mir l e Doubs) et de Champagne (sur l a Loue)t
Superficie totale: 6 350 k débit total moyen (période 1964-1968):
5 086,3 .i06 3/an;
r*
- bassin versant de l'Ain limité à la station de jaugeage de
Chaaey. Superficie totale: 3 630 km2, débit total moyen (periode
1963-1967): 3 944.i06 J/an.
3.1.
MaillaRe
des
bassins
L a planche 1 prhsente l e maillage adopté pour l e Calcul
des écoulements. Le s mailles, généralement carrées (sauf aux limites)
ont une surface de 25 km pbur les bassins du Doubs et de l a Haute-
Saône et de 9 km
bassin versant hydrographique: Haute-Sadne et Ognon, 232 mailles;
Doubs et Loue, 254 niailles; Ain, 405 mailles.
2
2
3.2. Cartographie de l a distribution probable de l'écoulement total
et de 1 'écoulement souterrain.
 
fournies par l'application du programme de calcul FLØC.
La planche 1 présente l a carte de la distribution probable de 1'
écoulement total pour l e territoire
étudié. Elle donne les valeurs en
m m par maille de l'écoulement total moyen interannuel (1964-1968) et
les courbes d' (gal écoulement total''.
3.3. CartograDhie de l a distribution probable de l'écoulement souter-
rain.
L'application des index aux valeurs calcul&e