Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The contribution of remote sensing in hydraulics and hydrology, analysis and evaluation of digital terrain model for flood risk mapping

Bouzahar F., Ouerdachi L., Keblouti M., Seddiki A.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

no. 39

17--26

EN

The study of flood risk involves the knowledge of the spatial variability in the characteristics of the vegetation cover, terrain, climate and changes induced by the intervention of humans in watersheds. The increased needs of the actors in land management mean that static maps no longer meet the requirements of scientists and decision-makers. Access is needed to the data, methods and tools to produce complex maps in response to the different stages of risk evaluation and response. The availability of very high spatial resolution remote sensing data (VHSR) and digital terrain model (DTM) make it possible to detect objects close to human size and, therefore, is of interest for studying anthropogenic activities. The development of new methods and knowledge using detailed spatial data, coupled with the use of GIS, naturally becomes beneficial to the risks analysis. Indeed, the extraction of information from specific processes, such as vegetation indices, can be used as variables such as water heights, flow velocities, flow rates and submersion to predict the potential consequences of a flood. The functionalities of GIS for cartographic overlay and multi-criteria spatial analysis make it possible to identify the flood zones according to the level of risk from the flood, thus making it a useful decision-making tool. This study was carried out on the territory of watersheds in the Annaba region, East of Algeria. The choice was guided by the availability of data (satellites images, maps, hydrology, etc.) and hydrological specificities (proximity to an urban area). The adopted model is divided into two parts. The first part is to establish a methodology for the preservation of wetland biodiversity and the protection of urban areas against floods. Thanks to the multi-criteria spatial analysis and the functionalities of the GIS, we established a flood risk map for the watershed defined above. The result was satisfactory compared with the field reality. The second part of the model consisted of the integration of cadastral information with the flood risk map obtained in the first part of our research. The primary objective of this mapping is to contribute to the development of flood risk management plans (in the sense of risk reduction). The mapping stage also provides quantitative elements to more accurately assess the vulnerability of a territory.

PL

Badanie ryzyka powodzi wymaga wiedzy o przestrzennej zmienności pokrywy roślinnej, terenu, klimatu i zmian wywołanych interwencją człowieka w zlewniach. Zwiększone potrzeby uczestników zrządzania gruntami oznaczają, że statyczne mapy nie spełniają już wymogów stawianych przez naukowców i decydentów. Potrzebny jest dostęp do danych, metod i narzędzi, aby wytworzyć złożone mapy niezbędne na różnych etapach oceny ryzyka. Dostępność teledetekcji o bardzo wysokiej rozdzielczości (VHSR) umożliwia wykrycie obiektów o rozmiarach człowieka i dlatego jest przedmiotem zainteresowania w badaniach aktywności antropogenicznej. Rozwój nowych metod i wiedzy z zastosowaniem szczegółowych danych przestrzennych w powiązaniu z GIS przynosi korzyści w analizie ryzyka. Istotnie, pozyskiwanie informacji (np. wskaźniki roślinne) o specyficznych procesach może być wykorzystane, podobnie jak inne zmienne, np. wysokość wody, prędkość przepływu, natężenie przepływu czy zasięg zalewu, do przewidywania potencjalnych skutków powodzi. Możliwość nakładania danych w GIS i wielokryterialna analiza przestrzenna umożliwia zidentyfikowanie stref powodziowych według poziomu zagrożenia, czyniąc ją użytecznym narzędziem w podejmowaniu decyzji. Przedstawione badania prowadzono w zlewniach regionu Annaba we wschodniej Algierii. W trakcie wyboru kierowano się dostępnością danych (obrazy satelitarne, mapy, hydrologia etc.) i szczególnymi właściwościami hydrologicznymi (bliskość obszarów miejskich). Przyjęty model podzielono na dwie części. Pierwsza faza polegała na ustaleniu metodologii ochrony różnorodności biologicznej środowisk podmokłych i ochrony terenów zurbanizowanych przed powodzią. Dzięki wielokryterialnej analizie przestrzennej i możliwościom GIS utworzono mapę ryzyka powodziowego dla tak zdefiniowanej zlewni. W porównaniu z realiami terenowymi wynik okazał się satysfakcjonujący. Druga faza modelu polegała na integracji informacji katastralnych z mapą ryzyka powodzi uzyskaną w pierwszej części badań. Podstawowym celem mapowania było przyczynienie się do rozwoju planów zarządzania ryzykiem powodziowym (ostatecznie: ograniczenia ryzyka). Etap mapowania zapewnił także ilościowe podstawy do dokładniejszej oceny podatności badanego terenu na zalanie.

2

Salinity and modelling of the Annaba aquifer system, North-East of Algeria

Majour H., Hani A., Djabri L.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

no. 37

113--120

EN

The potentiometer area in the Annaba basin, covering an area of 264 km2, has declined considerably since 1995. The analysis of the chronological hydrographs (1991–2009) of the piezometric observations shows that this decline is related to about twenty years (20 years) drought that began in 1991. To synthesize hydrological data and study regional changes in aquifer interactions caused by changes in discharge, and determine the contamination of aquifers by salty intrusion in coastal areas, and making forecasts by the year 2023, a multi-layered transient model as well as a solute transport model has been developed. The groundwater flow was modelled using the finite difference method with a horizontal dimension of 500 × 500 m for the cells. The model consists of two layers, the first corresponding to the alluvial phreatic aquifer and the second to the deep confined aquifer, and is calibrated against the steady state groundwater heads recorded before 1996. Model verification was done by history matching over the period 1991–2009. Under steady-state conditions, the correspondence between simulated and observed water levels is generally good (average difference of 0.4 m). For the deep aquifer, the simulated time- -series hydrographs closely match the recorded hydrographs for most of the observation wells. For the alluvial aquifer, the recorded hydrographs cover only a short time period, but they are reproduced. The model indicates that groundwater pumping induced a decrease in natural discharge, a downward leakage in most of the basin and a continual water-level decline. The model has also been applied to the analysis of recharge impact. Simulating the behaviour of the system over the period 1991–2009 without pumping indicated small changes in hydraulic head. These results show that the groundwater reservoir has a low recharge, but excellent hydraulic properties. A solute-transport model was used to study aquifer contamination from salty intrusion in coastal sectors; it was extended to the year 2023 by simulating an optimistic hypothesis that maintains present pumping until 2023. The model indicates that the head decrease of the alluvial phreatic and deep confined aquifers will be 4 m and 5 m respectively. The solute concentration in the deep confined aquifer will increase from 1 g·dm–3 (prior 2009) to 5 g·dm–3 in 2023.

PL

Objęty pomiarami obszar basenu Annaba o powierzchni 264 km2 zmniejszył się znacząco od roku 1995. W wyniku analizy chronologicznych hydrogramów (1991–2009) z obserwacji piezometrycznych wykazała, że za to zmniejszenie odpowiada dwudziestoletnia susza, która rozpoczęła się w 1991 r. Aby dokonać syntezy danych hydrologicznych, zbadać regionalne zmiany poziomów wodonośnych wywołane zmianami w odpływie, ustalić zanieczyszczenie tych poziomów przez napływ zasolonych wód z wybrzeża i prognozować sytuację do 2023 r., zbudowano wielowarstwowy model przejściowy i model transportu substancji rozpuszczonych. Przepływ wód podziemnych modelowano metodą różnic skończonych, stosując horyzontalne komórki o wymiarach 500 × 500 m. Model składał się z dwóch warstw – pierwsza odpowiadała aluwialnemu poziomowi freatycznemu, a druga – głębokiemu poziomowi o napiętym zwierciadle wody i został skalibrowany względem ustalonego poziomu piezometrycznego notowanego przed 1996 r. Model był weryfikowany dopasowaniem historycznym dla okresu 1991–2009. Dla ustalonych warunków zależność między symulowanym a obserwowanym poziomem wody była dobra (średnia różnica 0,4 m). Dla głębokich poziomów wodonośnych symulowane serie hydrogramów były w większości studzienek obserwacyjnych ściśle dopasowane do hydrogramów z pomiarów. W poziomach aluwialnych hydrogramy z pomiarów obejmowały jedynie krótki okres, ale były powtarzalne. Model wskazuje, że pompowanie wód podziemnych powodowało zmniejszenie naturalnego odpływu i przesiąkania wgłębnego w większości obszaru oraz stały spadek poziomu wody. Model wykorzystano również do analizy wpływu zasilania. Symulowanie zachowania systemu w okresie 1991–2009 bez pompowania wykazało niewielkie zmiany wysokości hydraulicznej. Uzyskane wyniki świadczą, że podziemny zbiornik ma niewielkie zasilanie, ale znakomite właściwości hydrauliczne. Model transportu substancji rozpuszczonych użyty do badań zanieczyszczenia poziomów wodonośnych przez solne intruzje z wybrzeża rozszerzono do 2023 r. z optymistycznym założeniem utrzymania aktualnego poziomu pompowania wody. W wyniku modelowania stwierdzono, że spadek wysokości hydraulicznej aluwialnego poziomu freatycznego i głębokiego poziomu o napiętym zwierciadle wody wyniesie odpowiednio 4 i 5 m. Stężenie substancji rozpuszczonych w głębokim poziomie wodonośnym wzrośnie od 1 g·dm–3 sprzed 2009 r. do 5 g·dm–3 w 2023 r.

3

Hydrochemical study of Drean–Annaba aquifer system (NE Algeria)

Sayad L., Djabri L., Bouhsina S., Bertrand C., Hani A., Chaffai H.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 34

259--263

EN

Water quality is subject to frequent changes in the Drean–Annaba alluvium aquifer. Water-rock interaction can not be the only process that produces the observed modification, but dryness that the country knew during the last two decades has highly contributed to the water quality changes. During this period, irregularities in the distribution of rainfalls, in time and space, have been observed. As a result, a periodicity in hydrochemical changes in water of wells and rivers is noticed. Statistical, the principals components analysis (PCA) tools and Tickel diagram have been used to show, through chemical presentation, these effects. The results show, indeed, seasonal changes of water quality for the period 1999–2000. From a cationic point of view, a competition between alkaline and alkaline earths is shown. On the other hand, from an anionic point of view, there is a transition from chlorides to sulphates and may be to bicarbonates. The present work was carried out in a relatively small area and this was useful to show the relationship that existed between dryness and water quality of both the aquifer system and surface water.

PL

W systemie aluwialnych poziomów wodonośnych Drean–Annaba jakość wody podlega częstym zmianom. Oddziaływania woda–podłoże skalne nie mogą być jedynymi procesami odpowiedzialnymi za obserwowane zmiany, natomiast susze, jakich kraj doświadczał w ciągu minionych dwóch dziesięcioleciach znacząco przyczyniły się do zmian jakości wody. W tym okresie obserwowano nieregularny rozkład opadów w czasie i przestrzeni. W konsekwencji zanotowano okresowość zmian hydrochemicznych właściwości wody w studniach i rzekach. Użyto statystycznych narzędzi, takich jak analiza składników głównych (PCA) i diagram Tickela do prezentacji wymienionych efektów. Uzyskane wyniki dowodzą sezonowych zmian jakości wody w okresie 1999–2000. W odniesieniu do kationów wykazano konkurencję pomiędzy pierwiastkami alkalicznymi i pierwiastkami ziem alkalicznych. W grupie anionów stwierdzono przejście od chlorków do siarczanów i prawdopodobnie do wodorowęglanów. Przedstawione badania prowadzono na stosunkowo małym obszarze, co okazało się korzystne dla wykazania zależności pomiędzy suszą a jakością wody zarówno w systemie poziomów wodonośnych, jak i w wodach powierzchniowych.

4

Air pollution mapping in the Wilaya of Annaba (NE of Algeria)

Kharytonov M., Benselhoub A., Klimkina I., Bouhedja A., Idres A., Aissi A.

Mining Science

|

2016

|

Vol. 23

183--189

EN

Poor air quality can pose severe risks to human health and can also influence negatively on the natural environment. Annaba suffers from air pollution due to the industrial activities occurring in the province including, electricity generation, waste incineration, chemistry and other small additional industrial operations. However, mining, steel industry and metallurgy are considered among the most polluting activities. The aim of our research is to assess the risks of air pollution emissions with NO2, SO2, Toluene and Benzene as a result of industrial enterprises activities in Annaba province. The application of geo-graphical information system (GIS) mapping based on automatic monitoring networks of air quality, allows us the assessment of air pollution risks in the studied area. Two zones of air pollution with N02 in the level of 1 MPC has been recorded near the blast furnaces and the steel shop, the second halo of NO2 pollution was fixed over residential infrastructures. Moreover, revealed a tendency to higher content of nitrogen dioxide in the atmosphere of the bigger part of Annaba region. Corresponding to the data obtained from stationary monitoring networks, the annual average concentration of SO2 was significantly lower than the MPC. Based on GIS maps there are two areas with SO2 pollution inside the territory of El Hadjar metallurgical plant. A significant increase in concentrations of NO2 in the atmosphere of the industrial areas was recorded in the first decade. On average during three years the highest content of technogenic dust was detected in El Bouni.

5

Hydrological modelling of wadi Ressoul watershed, Algeria, by HEC-HMS model

Skhakhfa I. D., Ouerdachi L.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 31

139--147

EN

This study presents a flood estimation model for wadi Ressoul in El Berda watershed, north east of Algeria. To ensure the overall consistency of simulated results, it is necessary to develop a validation process, particularly in regions where data are scarce or limited and unreliable. To this we must calibrate and validate the model over the hydrograph as measured at the output. Calibration and validation processes were carried out using different sets of data (CN, SCS Lag and Muskingum K). Evaluation on the performance of the developed flood model derived using HEC-HMS (hydrologic modelling system) yield a correlation coefficient R2 close to 1 and the Nash–Sutcliffe efficiency. We limit ourselves to modelling flood of short duration for which the process of evapotranspiration is negligible. Several events have been tested, including two to calibrate and one to validate the model. So it can be said that using the HEC-HMS model had the highest efficiency in with the values of these parameters calibrated, based on objective functions (percent error in peaks), with 8.8 percent difference between of observed and simulated discharges with R2 value is 0.87 and the Nash-Sutcliffe efficiency value is 0.99.

PL

W publikacji przedstawiono model oceny powodzi opracowany dla rzeki Rassoul w zlewni El Berda w północno-wschodniej Algierii. Aby zapewnić spójność wyników symulacji, należy przeprowadzić proces sprawdzenia modelu, szczególnie w odniesieniu do regionów, w których dane są skąpe lub ograniczone i mało wiarygodne. W tym celu należało kalibrować model i dokonać jego potwierdzenia na podstawie danych hydrograficznych. Procesy kalibracji i testowania przeprowadzono z użyciem różnych zestawów danych (CN, SCS Lag i Muskingum K). W wyniku oceny zachowania skonstruowanego modelu HEC-HMS uzyskano współczynnik determinacji R2 bliski 1 i dobry współczynnik efektywności Nasha–Sutcliffa. Autorzy ograniczyli się do modelowania powodzi o krótkim czasie trwania, gdy można pominąć ewapotranspirację. Testowano kilka zdarzeń, w tym dwa w celu kalibracji i jedno w celu potwierdzenia modelu. Można stwierdzić, że model HEC-HMS ma najwyższą wydajność opartą na obiektywnych funkcjach (procent błędu w szczytach fali) wyrażoną 8,8-procentową różnicą między obserwowanym i symulowanym odpływem, gdy R2 = 0,87 i wartość współczynnika efektywności Nasha–Sutcliffa wynosi 0,99.