Calcul de l'indice topographique

NB: La carte des indices topographiques est fournie après chaque application de MERCEDES, dans le fichier nommé indtopo, placé dans le répertoire à partir duquel à été lancé MERCEDES. Dans ce fichier, les valeurs de l'indice topographique sont expriméees en millièmes : 1000 pour 1 etc....).

Dans la plupart des applications de TopModel, l'indice topographique est calculé à l'aide d'un algorithme de drainage multidirectionnel proposé par Quinn et al. (1991). Comme le montrent par exemple Franchini et al. (1996), cet algorithme rend le calcul de l'indice topographique très dépendant de la résolution spatial du MNT, c'est-à-dire de la taille de la maille.

Saulnier et al. (1997) expliquent que les valeurs des indices topographiques des mailles qui sont traversées par un bief ont tendance à être surestimées, au regard des processus de versant qui expliquent la saturation des sols. En effet, la superficie drainée par ces mailles correspond davantage à la vallée en amont qu'au versant. Quand la résolution spatiale du MNT augmente, la proportion de mailles traversées par un bief augmente également, ainsi que l'indice topographique moyen du bassin.

Aussi, les auteurs suggèrent que la superficie drainée par chacune des mailles corresponde effectivement à une superficie de versant, et proposent de calculer les superficies drainées de la façon suivante :

• on définit le réseau hydrographique, et l'ensemble des mailles-bief
• le calcul des superficies drainées reste inchangé pour toutes les mailles qui ne sont pas des mailles-bief
• la superficie drainée par une maille-bief est égale à la somme des mailles drainées par cette maille, et qui ne sont pas des mailles-bief

Dans MERCEDES, on définit le réseau hydrographique et les biefs par un seuil minimal de superficie drainée, exprimé en m2. En fonction de ce seuil et des superficies drainées calculées par MERCEDES, les mailles sont définies comme étant maille-bief ou maille-versant.

Pour appliquer l'algorithme de Saulnier et al., il faut seulement déclarer la valeur du seuil de superficie drainée utilisé pour définir les mailles bief. Ce seuil doit être exprimé en m2, et doit déclaré dans un fichier obligatoirement situé dans le répertoire à partir duquel à été lancé ATHYS, et obligatoirement nommé topmodel.par. Ce fichier peut être créé par un éditeur quelconque. Par exemple :

12500 fixe la valeur seuil de superficie drainée à 1.25 ha pour définir des mailles bief

A titre d'exemple, voici les mailles-bief définies par 2 seuils différents : 10 ha et 1 km2.

Références bibliographiques

Quinn, P F, Beven, K, Chevallier, P and Planchon, O. 1991 The Prediction of Hillslope Flow Paths for Distributed Hydrological Modelling Using Digital Terrain Models, Hydrological Processes,5;59-79.

Saulnier G.M., Beven K., Obled C., 1997. Digital elevation analizis for distributed hydrological modeling : reducing scale dependence in effective hydraulic conductivity values. Wat. Resour. Res., 33(9), 2097-2101