Exercice n° 6 hydrologie potamologie - Exercices corriges

Exercice n° 1 hydrologie potamologie ((( Rayon hydraulique - nombre de Froude - rugosité - débit - seuil épais (((
(
En rivière le nombre de Froude s'écrit F = u ( R : rayon
hydraulique et u : vitesse) oui non
( gR
Si F ( 0, 08 la glace de rive se dépose, si F ( 0,6 l'érosion des
berges se manifeste oui non La force tractrice ? = ?g Ri (i :pente) représente la force érosive de la
rivière oui non Influence d'un endiguement sur un lit affouillable ( pouvant se creuser)
d'une rivière charriant fort peu de sédiments L'endiguement augmentant la vitesse, l'érosion du fond apparaîtra
oui non En rivière les seuils trapézoïdaux ou chaussées se rencontrent fréquemment Le débit qu'ils laissent passer est donné par une formule de type : Q = ? L ( 2g h 3/2 L : largeur déversante, h : tirant d'eau amont
en crête oui non Cerclez la réponse que vous estimez juste
( Canal de dérivation éclusée de Donzère Mondragon (((
Aux confins de la Drôme et de l'Ardèche un canal de dérivation éclusée a
été construit à partir du Rhône à Donzère. Il s'agit d'un canal en terre revêtu d'un
béton bitumineux au voisinage de la surface dans le dessein de lutter
contre les effets du batillage.
Cf. carte ci-contre A partir d'essais effectués à Kembs sur le Rhin l'on connaît son
coefficient de Chézy : 62,5
ce coefficient fonction des berges et du fond s'écrit : u =
C ( R i Sachant que la vitesse maximum est fixée à
u = 1, 30 m/seconde en raison de l'érosion des berges il a été établi les dimensions suivantes : h = 10, 3 mètres b = 83,3 mètres
tg ? = 1 / 3 Lesquelles dimensions figurent sur la coupe infra :
Exercicehydropota 1 Coupe
du canal de Donzère
Hugues
21 Calculer la surface mouillée ?
Calculer le périmètre mouillé ?
Calculer le rayon hydraulique R = ?
?
22 Vérifier que le nombre de Froude, en rivière F = u , reste (
0,6 pour éviter l'arrachement des berges par la force tractrice
( gR 23 En appliquant la formule de Bazin C = 87 vérifier que
le coefficient de rugosité ? reste voisin de l'unité
1 + ? / ( R 24 Calculer la pente de ce canal avec une vitesse u de 1,3 m/ seconde 25 Vérifier que le débit peut atteindre 1 500 m 3 / seconde avec la
vitesse supra
Corrigé de l'exercice n° 1 hydrologie potamologie ((( ( En rivière le nombre de Froude s'écrit F = u ( R : rayon
hydraulique et u : vitesse) oui non
( gR
Si F ( 0, 08 la glace de rive se dépose, si F ( 0,6 l'érosion des
berges se manifeste oui non
La force tractrice ? = ?g Ri (i :pente) représente la force érosive de la
rivière oui non
Influence d'un endiguement sur un lit affouillable ( pouvant se creuser)
d'une rivière charriant fort peu de sédiments , L'endiguement augmentant la vitesse l'érosion du fond apparaîtra
oui non En rivière les seuils trapézoïdaux ou chaussées se rencontrent fréquemment
,
Le débit qu'ils laissent passer est donné par une formule de type Q = ? L ( 2g h 3/2 L : largeur déversante, h : tirant d'eau amont
en crête oui non (
Canal de dérivation éclusée de Donzère Mondragon
21 Calcul de ? : ? = h (b+ h cotg ?)
= 10, 3 (83,3 + 10,3 .cotg ? ) avec cotg ? = 3
= 1 176 m ² Calcul de ? : ? = b + 2 h avec ? = 18 ° sin ? = 0, 31
sin ?
? = 83,3 + 2 . 10 ,3
0;31
? = 149 , 7 mètres
Calcul de R : R = ?
?
R = 7, 8 mètres 22
Vérification du nombre de Froude
F = u
( gR
F= 1,3
( 9,8. 7,8
F = 0, 14 c.q.e.v.
23
Vérification du coefficient de rugosité
C = 87
1 + ?/( R
? = ( R 87 - 62,5
62 , 5
? = 1, 10 c.q.e.v.
24
Calcul de la pente du canal
i = u ²
C ² R
i = 5
100 000
25
Vérification du débit
Q = u ?
= 1 530 m 3 / seconde c.q.e.v.
Exercice n° 2 hydrologie potamologie
(((
Période de retour - coefficient de ruissellement - débit de pointe
((( ( La période de retour d'une pluie de durée d est calculée à partir :
de l'intensité moyenne
oui non
de l'intensité maximale sur divers pas de temps oui
non
Plus un bassin-versant présente de surfaces urbanisées et plus la vitesse d'écoulement vers l'exutoire est élevée oui
non
Pour une même surface plus la compacité du sol est grande
et plus le débit de pointe sera élevé
oui non
Cerclez la réponse que vous estimez juste ( Le ruisseau de Croisieux, tributaire du Bancel lui-même affluent du
Rhône sis en Drôme nord, peut être divisé en deux biefs d'aspect différent,
cf. carte. La partie amont (dite ruisseau de Blacheronde) est très ravinée et
très peu boisée ; le sol relativement imperméable ; les pentes sont très
fortes et la pente du lit s'avère elle-même très importante puisque
atteignant 47/oo (quarante sept pour mille), et le lit lui-même est
relativement imperméable. En aval le ruisseau de Croisieux traverse un étranglement boisé dont
les pentes son plus faibles surtout dans la partie ouest du lit mais dont
le sommets du vallon sont peu élevés par rapport au ruisseau Dans cette
portion la pente est relativement plus modérée atteignant 30 /oo( trente
pour mille). Compte tenu de ce que la plus grande partie du bassin-versant se
trouve dans la partie amont, nous adopterons des coefficients identiques
sur tout le cours du ruisseau, la surface devra être considérée comme
argileuse compacte avec cultures Le bassin-versant est de 380 ha = 3, 80 km²
La pente moyenne totale est de 38 /oo = 0, 038
La longueur du cours d'eau est de 5 km
Questions Déterminer le débit de crue décennale ( débit de pointe ou débit maximal) après avoir, au moyen des tableaux et abaques ci-joint, déterminé: 21 Le coefficient d' écoulement ( ruissellement) C 22 Le coefficient de forme ? ( déterminé par L / ( A ) 23 Le coefficient de lit C l (infiltration dans le lit) 24 Donner d'abord le débit de pointe brut puis le débit de pointe corrigé
Q 10 par les coefficients de forme, de bassin rural et de lit. Annexes : Tableau des valeurs de C, de Cl, (, P.J : abaque de Caquot Drôme nord format A3 Annexe n° 1 : valeurs du coefficient d'écoulement " C " (((
Nature des surfaces Exemple de référence C
Villes à habitations très denses (toitures, chaussées et
trottoirs modernes) Ville de Valence
0,90
Sols à roches non fissurées. Terrains volcaniques Villes à habitations denses. Paysages à larges joints. Ville de Bourg-
de-Péage 0,60
Trottoirs en terre battue.
Villages où l'assainissement est moderne.
Sols "battants" d'argile compacte ou sols très alcalins sans cultures. Villes à habitations moins denses avec espaces verts
Ville de Malissard 0,50
assez fréquents. Villages où l'assainissement est
partiel mais où les voies sont imperméabilisées. Villes ou villages avec voies non imperméabilisées
0,40
Sols argileux compacts avec cultures céréalières Sols argileux ou argileux-sableux avec cultures maraîchères
0,35 Sols sableux-argileux sans cultures
0,30 Quartiers résidentiels avec larges espaces verts
0,20
Sols sableux-argileux avec cultures céréalières ou avec
plantations fruitières aérées. Terrains en friches. Sols sableux-argileux friables Couverture de broussailles. Prairies
0,15
Plantations fruitières denses. Sols sableux, caillouteux, ou gravo-sableux Plantations et vergers très
denses. 0,10
Prairies riches assez pentues. Forêts peu denses en futaie.
Terres à bruyère, chênes-nains, etc. Sols sableux protégés par taillis
0,08
Sols marno-calcaires altérés. Luzernières à faible pente.
Forêts avec taillis. Bas-fonds marécageux. Sols sableux non protégés. 0,05
Forêts très denses. Sols très marécageux.
Annexe n° 2
valeur du coefficient de lit '' C l '' (bassins ruraux) ((( nature du lit exemple de référence '' C l '' Lit imperméable dans rocher non fissuré Torrents du Vercors
0,85
ou argile compacte.
Lit torrentiel avec forte pente Lit relativement imperméable dans rocher Croisieux
0,70
fissuré, calcaire, ou lit colmaté par
particules fines : argile ou kaolin
Couche d'argile à faible profondeur
Nappe stable au-dessus du lit de la rivière
Pe