Modélisation statistique des modules annuels et des étiages du bassin roumain du Timis-Bega, similitudes régionales avec la Moselle française

Résumé

Le bassin hydrographique du Timis-Bega, d’une superficie d’environ 13 000 km², est situé à l’ouest de la Roumanie. Le contexte orographique, l’influence climatique méditerranéenne, la nature et l’occupation du sol font que cette zone géographique relativement restreinte présente une assez grande diversité des écoulements. Cette dernière est considérée à travers le choix de 19 sous-bassins, de quelque km² à plusieurs centaines de km². La régionalisation des modules et des débits d’étiage du Timis-Bega a été entreprise à la suite de travaux analogues réalisés sur le bassin hydrographique de la Moselle française (GALÉA et CANALI, 2005). Ces travaux avaient montré l’adéquation de la loi de Weibull à deux paramètres pour décrire la variabilité temporelle et spatiale des modules annuels et des étiages des sous-bassins observés. Deux principaux résultats avaient été soulignés, l’un concernait la faible différenciation des lois régionales établies pour les modules et les étiages des années moyennes à « sèches »  (F ≤ 0,5), l’autre mettait l’accent sur l’usage de jaugeages épisodiques d’étiage pour améliorer la performance des modèles régionaux. Notre propos est de vérifier ces considérations, établies pour le bassin de la Moselle, dans le contexte hydro-climatique du Timis-Bega. Les résultats obtenus permettent de confirmer tant l’aspect peu différencié des lois régionales que l’aspect amélioration de la performance des modèles régionaux. Plus précisément, cette amélioration résulte d’une meilleure précision, que celle obtenue par régression multiple classique, de l’estimation du descripteur de régime local, le module annuel médian ou le débit journalier médian d’étiage qui représente une source d’incertitude importante du modèle régional respectif. L’usage d’une information épisodique sur les débits d’étiage, concomitante à un site étudié et à un sous-bassin de référence, permet l’estimation du débit journalier médian et, par extension, celle du module annuel médian. Une explication à cette extension pourrait être trouvée dans la faible différenciation des lois régionales pour les fréquences moyennes à « sèches ». L’intérêt des jaugeages épisodiques d’étiage nous semble assez porteur pour être pris en considération lors d’une démarche ultérieure de régionalisation à bases géostatistiques des descripteurs de régime. Enfin, un résultat inattendu concerne la quasi similitude des lois régionales de la Moselle et du Timis-Bega tant en ce qui concerne les modules annuels que les étiages. Ce résultat, à considérer avec prudence, abonderait dans le sens de la théorie des régions hydrologiques homogènes.

Mots clés : Régionalisation, module annuel, étiage, modélisation statistique QdF

Abstract

Annual mean discharge and low flow regionalization of the Romania Timis-Bega catchment and similarities with the French Moselle catchment

The catchment area of Timis-Bega (13,000 km²) is located in the western part of Romania. The orographical context, the Mediterranean climatic influence, the nature of the ground and the vegetation contribute to this relatively restricted geographical area’s great diversity of flows. This latter characteristic is based on a study of 19 sub-basins, ranging in size from a few km² to several hundred km². The regionalization of annual mean discharge and low flow in the Timis-Bega catchment was undertaken following similar work realized on the French Moselle catchment. This earlier work showed that the two-parameter Weibull distribution adequately described the spatial and temporal variability of annual mean discharge and low flow for the studied sub-catchments. The two principal results of the preceding study were the weak differentiation among the regional models established for annual mean discharge and low flow, and the recommended use of episodic gauging of low flows for the improvement of the regional models. Our intention was to verify these preceding considerations, established for the French Moselle basin, in the hydro-climatic context of Timis-Bega. The results obtained allowed us to confirm the weak differentiation among the regional models as well as the improvement of the regional models. More specifically, this improvement resulted from the better precision, compared to that obtained by traditional multiple regression methods, of the estimation of the local discharge descriptor, the median annual mean discharge or the median minimal daily low flow discharge. The use of low flow episodic discharge measurements, that are concomitant between the studied and reference sub-catchments, allows the estimation of the median minimal daily low flow discharge and the median annual mean discharge. This fortuitous result is explained by the weak differentiation observed between the regional annual mean discharge model and the regional average low flow discharge model for average to dry years. We believe episodic measurements of low flow should be considered when collecting data that will be used for the generation of regionalization flow descriptors by geostatistical methods. Lastly, the similarities between the regional distributions of annual mean discharge and low flow for both the Moselle and Timis-Bega regions were unexpected. This result should, however, be considered with caution, as it implies the existence of homogeneous hydrological regions.

Key words: regionalization, annual mean discharge, low flow, statistical QdF modelling