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Expertise hydrique et barrages

Débits d'étiage aux stations hydrométriques du Québec

  1. Introduction
  2. Description des données
  3. Traitement des données : analyse fréquentielle locale
  4. Référence citée

1. Introduction

Les débits d’étiage aux stations hydrométriques du Québec ont été calculés.

Trois valeurs différentes de débits d’étiage ont été calculées pour deux périodes, soit les périodes hivernale (du 1er novembre au 31 mai, présence de glace) et estivale (du 1er juin au 31 octobre, eau libre). Ces trois valeurs sont les débits d’étiage de récurrence de deux ans et de dix ans calculés sur une plage de sept jours consécutifs (Q2,7 et Q10,7), et le débit d’étiage de récurrence de cinq ans calculé sur une plage de 30 jours consécutifs (Q5,30). Les intervalles de confiance ne sont pas présentés. Les unités sont exprimées en mètres cubes par seconde (m³/s).

Les sections suivantes visent à présenter et à vulgariser les résultats des analyses qui ont mené à la détermination des débits d’étiage présentés sur la cartes interactive et dans le tableau (PDF, 525 ko). Des informations supplémentaires concernant les détails techniques peuvent être obtenues en communiquant avec la  Direction de l'expertise hydrique du Ministère.

2. Description des données

Les débits d’étiage proviennent d’une analyse d’hydrologie fréquentielle effectuée à des stations hydrométriques qui disposent de dix années ou plus d’enregistrements valides en régime d’écoulement naturel ou peu influencé. Pour la période hivernale, 171 stations hydrométriques ont été retenues, tandis que 174 stations ont été retenues pour la période estivale. Ces stations ont des bassins versants variant de 1,1 km² à 57 500 km², avec une médiane de 1 019 km² et une moyenne de 4 598 km². Au fil du temps, de nouvelles stations hydrométriques sont ouvertes et d’autres sont fermées. Il arrive qu’une station soit fermée et remplacée par une nouvelle. Celle-ci peut se trouver au même endroit, plus en aval ou plus en amont sur la rivière. Il est alors possible de fusionner les données enregistrées à ces stations afin d’en obtenir une seule série. Une fusion peut aussi impliquer plusieurs stations hydrométriques.

Plusieurs débits d’étiage calculés proviennent de la fusion des données de deux ou trois stations hydrométriques. Ces stations fusionnées sont présentées dans le tableau (PDF, 525 ko), par exemple, sous la forme 011204_01 (station de la rivière Nouvelle). Cela signifie que les statistiques ont été évaluées avec les données de la station 011201 fusionnées avec celles de la station 011204 (qui est la plus récente).

En général, seules les données enregistrées après 1970 ont été considérées dans les analyses statistiques afin de s’assurer que les données utilisées ont été recueillies par des instruments automatiques et qu’elles sont de la meilleure qualité. La période utilisée indiquée dans le tableau est la période maximale, c’est-à-dire que certaines années à l’intérieur de la période peuvent ne pas avoir été utilisées si plusieurs données manquaient ou si elles n’avaient pas été validées par le personnel du Ministère.

3. Traitement des données : analyse fréquentielle locale

L’analyse fréquentielle locale vise à obtenir une estimation de différents quantiles de débits d’étiage pour les plages (le nombre de jours consécutifs) et les récurrences retenues dans le cadre de la présente cartographie (Q2,7, Q10,7 et Q5,30). Cette estimation est obtenue en ajustant des distributions statistiques aux séries de données appropriées.

Pour chaque station hydrométrique, deux séries de données doivent être produites, soit une série de débits calculés sur une plage de sept jours consécutifs et une autre calculée sur une plage de 30 jours consécutifs. Les minimums sont par la suite extraits de chacune des séries pour les périodes annuelle et estivale. Les distributions statistiques sont ajustées sur ces séries de minimums.

La validation des séries de débits minimaux est effectuée à l’aide de tests statistiques, d’analyses graphiques, d’analyses comparatives, etc. Les données jugées invalides ne sont pas utilisées. Le test statistique de stationnarité (Kendall) est appliqué à chaque série utilisée.

Il arrive que des stations hydrométriques soient déplacées, que leur section de contrôle évolue avec le temps ou que les instruments de collecte ou de mesure soient remplacés. Cela entraîne un changement dans les conditions de prise de données. Un tel changement peut entraîner la non-stationnarité ou la dépendance d’une série de données. Les changements climatiques peuvent également entraîner la non-stationnarité d’une série de données. L’ajustement d’une loi statistique sur de telles séries est inadéquat. Ainsi, les séries de données non stationnaires ont été amputées des données les plus anciennes jusqu’à ce qu’elles passent le test de stationnarité. Les séries hivernales non stationnaires avaient une tendance à la hausse, tandis que les séries estivales avaient une tendance à la baisse. Les séries ayant été amputées de données historiques sont indiquées dans la colonne « Commentaires du tableau »(PDF, 525 ko).

L’ajustement des fonctions de distribution est réalisé à l’aide du logiciel Hyfran (Bobée et al., 1999) conçu par l’Institut national de la recherche scientifique - Eau, Terre et Environnement (INRS-ETE). Le critère d’information bayésien est utilisé pour déterminer la distribution qui s’ajuste le mieux aux données étudiées. Lorsque la loi est ajustée à la série étudiée, les quantiles voulus sont disponibles.

4. Référence citée

BBOBÉE, Bernard, FORTIN, Vincent, PERREAULT, Luc et Hugues PERRON (1999). Hyfran 1.0 (logiciel hydrologique : Chaire en hydrologie statistique CRNSG/Hydro-Québec), INRS-Eau, Terre et Environnement, Université du Québec, Québec.

 

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