airGR

Package R contenant les principaux outils de modélisation hydrologique utilisés à par l'équipe Hydrologie des bassins versants (U.R. HBAN), notamment GR4J, GR5J, GR6J et CemaNeige.

Le package airGR a été conçu pour répondre à deux exigences principales : faciliter l'utilisation par les utilisateurs novices, et permettre une certaine souplesse en ce qui concerne l'ajout de critères externes, de modèles hydrologiques ou d'algorithmes de calibration.

Afin d'assurer une faible temps de calcul, chaque cœur de modèle est codé en Fortran. Les autres fonctions (c'est à dire principalement l'algorithme de calibration et les critères d'évaluation) sont codées en R.

Le paquet est principalement basée sur trois familles de fonctions :

• modèles hydrologiques
• critères d'évaluation
• algorithmes de calibration

Trois modèles hydrologiques et un module de fusion et de l'accumulation de neige sont pré-programmés dans airGR.

Le module de neige peut être utilisé seul, et chaque modèle hydrologique peut soit être utilisé seul ou associé avec le module de neige.

Ces modèles peuvent être appelés à l'intérieur airGR en utilisant les fonctions suivantes :

• GR4J : modèle hydrologique conceptuel global à 4 paramètres (Perrin et al, 2003.)
  • GRX1 = capacité du réservoir de production (mm)
  • GRX2 = coefficient d’échanges souterrains (mm/jour)
  • GRX3 = capacité à un jour du réservoir de routage (mm)
  • GRX4 = temps de base de l’hydrogramme unitaire HU1 (jour)
• GR5J : modèle hydrologique conceptuel global à 5 paramètres (Le Moine, 2008)
  • GRX5 = fonction d’échange en eau améliorée (-)
• GR6J : modèle hydrologique conceptuel global à 6 paramètres (Pushpalatha, 2013)
  • GRX6 = coefficient de vidange exponentielle du second réservoir de routage (mm)
• CemaNeige : module neige visant à améliorer la modélisation des débits à l’exutoire des bassins versants influencés par la neige (Valéry et al., 2014)
  • CNX1 = coefficient de pondération pour l'état thermique du manteau neigeux (-)
  • CNX2 = facteur degré-jour [mm/°C/jour]
• GR4J + CemaNeige : utilisation combinée de GR4J et de CemaNeige
• GR5J + CemaNeige : utilisation combinée de GR5J et de CemaNeige
• GR6J + CemaNeige : utilisation combinée de GR6J et de CemaNeige

Disponible sur le CRAN : https://cran.r-project.org/package=airGR

Références :

• Coron, L., Thirel, G., Delaigue, O., Perrin, C. and Andréassian, V. (2017). The Suite of Lumped GR Hydrological Models in an R package. Environmental Modelling and Software, 94, 166-171. DOI: 10.1016/j.envsoft.2017.05.002.
• Coron, L., Delaigue, O., Thirel, G., Perrin, C. and Michel, C. (XXXX). airGR: Suite of GR Hydrological Models for Precipitation-Runoff Modelling. R package version X.X.X.X. URL: https://webgr.irstea.fr/airGR/.
• Perrin, C., Michel, C. and Andréassian, V. (2003). Improvement of a parsimonious model for streamflow simulation, Journal of Hydrology, 279(1-4), 275-289, doi:10.1016/S0022-1694(03)00225-7.
• Le Moine, N. (2008). Le bassin versant de surface vu par le souterrain : une voie d’amélioration des performances et du réalisme des modèles pluie-débit ?, PhD thesis (in French), UPMC, Paris, France.
• Pushpalatha, R., Perrin, C. Le Moine, N. Mathevet, T. and Andréassian, V. (2011). A downward structural sensitivity analysis of hydrological models to improve low-flow simulation, Journal of Hydrology, 411(1-2), 66-76, doi:10.1016/j.jhydrol.2011.09.034.
• Valéry, A., Andréassian, V. and Perrin, C. (2014). "As simple as possible but not simpler": What is useful in a temperature-based snow-accounting routine? Part 2 - Sensitivity analysis of the Cemaneige snow accounting routine on 380 catchments, Journal of Hydrology, doi:10.1016/j.jhydrol.2014.04.058.

Contact : airGR [ at ] irstea.fr