Characterizing hydro-climatic systems at the local scale in the Nepalese Himalayas.
Caractérisation des systèmes hydro-climatiques à l'échelle locale dans l'Himalaya népalais
Résumé
La partie centrale de la chaı̂ne himalayenne présente d’importantes hétérogénéités, en particulier en
termes de topographie et de climatologie. La caractérisation des processus hydro-climatiques dans cette
région est limitée par le manque de descriptif des milieux. La variabilité locale est alors difficilement
représentée par les modélisations mises en œuvre à une échelle régionale. L’approche proposée dans ce
travail est de caractériser les systèmes hydro-climatiques à l’échelle locale pour réduire les incertitudes liées
à l’hétérogénéité du milieu. L’intégration de données localement précises est testée pour la modélisation de
bassins versants peu instrumentés et fortement hétérogènes. Deux sous-bassins du bassin de la Dudh Koshi
(Népal) sont utilisés comme échantillon représentatifs des milieux de haute et moyenne montagne, hors
contribution glaciaire. Le schéma de surface ISBA est appliqué à la simulation des réponses hydrologiques
des types de surface décrits à partir d’observations de terrain. Des mesures de propriétés physiques des
sols sont intégrées pour préciser la paramétrisation des surfaces dans le modèle. Les données climatiques
nécessaires sont interpolées à partir des observations in situ disponibles. Une approche non déterministe
est appliquée pour quantifier les incertitudes liées à l’influence de la topographie sur les précipitations,
ainsi que leur propagation aux variables simulées. Enfin, les incertitudes liées à la structure des modèles
sont évaluées à l’échelle locale à travers la comparaison des paramétrisations et des résultats de simulation
obtenus d’une part avec le schéma de surface ISBA, couplé à un module de routage à réservoir, et d’autre
part avec le modèle hydrologique J2000.
The central part of the Hindukush-Himalaya region presents tremendous heterogeneity, in particular
in terms of topography and climatology. The representation of hydro-climatic processes for Himalayan
catchments is limited due to a lack of knowledge regarding their hydrological behavior. Local variability is
thus difficult to characterize based on modeling studies done at a regional scale. The proposed approach
is to characterize hydro-climatic systems at the local scale to reduce uncertainties associated with envi-
ronmental heterogeneity. The integration of locally reliable data is tested to model sparsely instrumented,
highly heterogeneous catchments. Two sub-catchments of the Dudh Koshi River basin (Nepal) are used as
representative samples of high and mid-mountain environments, with no glacier contribution. The ISBA
surface scheme is applied to simulate hydrological responses of the surfaces that are described based on
in-situ observations. Measurements of physical properties of soils are integrated to precise surface parame-
trization in the model. Necessary climatic data is interpolated based on available in-situ measurements. A
non deterministic approach is applied to quantify uncertainties associated with the effect of topography
on precipitation and their propagation through the modeling chain. Finally, uncertainties associated with
model structure are estimated at the local scale by comparing simulation methods and results obtained
on the one hand with the ISBA model, coupled with a reservoir routing module, and on the other hand,
with the J2000 hydrological model.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)