Effet des précipitations maximales probables (PMP) et de la fonte des neiges sur la crue maximale probable (PMF) dans un bassin versant alpin suisse

Cet article contribue au modèle d'estimation des crues extrêmes, utilisant une pluie distribuée dans le temps et dans l'espace, à laide des nuages et de la direction du vent. Une méthode de distribution spatio-temporelle de la pluie a d'abord été réalisée. Le modèle utilisant des événements de crue réelle mesurée sur un bassin test de la Suisse a ensuite été calibré. Enfin, la modélisation de la fonte des neiges, basée sur le transfert de chaleur est décrite en tenant compte de l'hypothèse que toutes les sources de chaleur (rayonnement solaire, chaleur du sol et de l'air) agissent lentement sauf la pluie, qui, même très faible, peut provoquer des inondations considérables. Ces facteurs ajoutés rendent le modèle développé plus proche de la réalité. Ils offrent une flexibilité dans les conditions initiales auxquelles s'ajoutent la durée de la pluie, la vitesse et la direction du vent et fournissent ainsi une image complète sur l'hydrogramme de crue.

Modélisation hydrologique des précipitations et des crues extrêmes dans les bassins versants alpins

Cet article présente un nouveau type de modèle hydrologique distribué à maille très fine intégrant le calcul de la distribution spatio-temporelle d'une PMP (Précipitation Maximale Probable). Le but est de déterminer les hydrogrammes de crue extrêmes correspondent à la PMF (Probable Maximum Flood) d'un bassin versant alpin. Un modèle de type distribué est indispensable pour transférer la distribution de la pluie dans l'espace et dans le temps, ainsi que pour tenir compte des caractéristiques très variables de ces bassins versants. Le modèle développé comprend trois parties importantes. Dans la première partie une distribution de la précipitation extrême, calculée a méso-échelle (1 à 2 km), est répartie dans l'espace et dans le temps à l'échelle de la maille (environ 30 m). La deuxième partie concerne la modélisation de l'écoulement de l'eau en surface et dans le sous-sol en incluant l'infiltration et l'exfiltration. La troisième partie inclut la modélisation de la fonte des neiges, basée sur un calcul de transfert de chaleur. Les débits simulés montrent une bonne corrélation avec ceux mesurés, validé à l'aide du critère de Nash.

Modélisation hydrologique des précipitations et des crues extrêmes dans les bassins versants alpin

Les crues et les risques de débordement des barrages, notamment des digues en terre, en cas de fortes précipitations, préoccupent depuis longtemps les autorités et la population. Les études réalisées dans les dernières années ont montré que le réchauffement global du climat s'est accompagné d'une augmentation de la fréquence des fortes précipitations et des crues en Suisse et dans de nombreuses régions du globe durant le 20ème siècle. Les modèles climatiques globaux et régionaux prévoient que la fréquence des fortes précipitations devrait continuer à croître durant le 21éme siècle en Suisse et dans le monde. Cela rend les recherches actuelles sur la modélisation des pluies et des crues à une échelle fine encore plus importantes. En Suisse, pour assurer une bonne protection sur le plan humain et économique, des cartes de précipitations maximales probables (PMP) ont été réalisées. Les PMP ont été confrontées avec les précipitations extrêmes mesurées dans les différentes régions du pays. Ces PMP sont ensuite utilisées par les modèles hydrologiques pour calculer des crues maximales probables (PMF). Cette la méthode PMP-PMF nécessite toutefois un certain nombre de précautions. Si elle est appliquée d'une manière incorrecte ou sur la base de données insuffisantes, elle peut entraîner une surestimation des débits de crue, notamment pour les grands bassins et pour les régions montagneuses entraînant des surcoûts importants. Ces problèmes résultent notamment du fait que la plupart des modèles hydrologiques répartissent les précipitations extrêmes (PMP) de manière uniforme dans le temps sur l'ensemble du bassin versant. Pour remédier ce problème, cette thèse a comme objectif principal de développer un modèle hydrologique distribué appelé MPF (Modeling Precipitation Flood) capable d'estimer la PMF de manière réaliste à partir de la PMP distribuée de manière spatio-temporelle à l'aide des nuages. Le modèle développé MPF comprend trois parties importantes. Dans la première partie, les précipitations extrêmes calculées par un modèle météorologique à une méso-échelle avec une résolution horizontale de 2 km, sont réparties à une échelle locale (25 ou 50 m) de manière non-uniforme dans l'espace et dans le temps. La deuxième partie concerne la modélisation de l'écoulement de l'eau en surface et en subsurface en incluant l'infiltration et l'exfiltration. Et la troisième partie inclut la modélisation de la fonte des neiges, basée sur un calcul de transfert de chaleur. Le modèle MPF a été calibré sur des bassins versants alpins où les données de précipitations et du débit sont disponibles pour une période considérablement longue, qui inclut plusieurs épisodes de fortes pluies avec des débits élevés. À partir de ces épisodes, les paramètres d'entrée du modèle tel que la rugosité du sol et la largeur moyenne des cours d'eau dans le cas d'écoulement de surface ont pu être estimés. Suivant la même procédure, les paramètres utilisés dans la simulation des écoulements en subsurface sont également estimés indirectement, puisque des mesures directes de l'écoulement en subsurface et de l'exfiltration sont difficiles à obtenir. Le modèle de distribution spatio-temporelle de la pluie a aussi été validé en utilisant les images radar avec la structure de la pluie provoquée par un nuage supercellulaire. Les hyétogrammes obtenus sur plusieurs points du terrain sont très proches de ceux enregistrées avec les images radar. Les résultats de la validation du modèle sur les épisodes de fortes crues présentent une bonne synchronisation entre le débit simulé et le débit observé. Cette corrélation a été mesurée avec trois critères d'efficacité, qui ont tous donné des valeurs satisfaisantes. Cela montre que le modèle développé est valide et il peut être utilisé pour des épisodes extrêmes tels que la PMP. Des simulations ont été faites sur plusieurs bassins ayant comme données d'entrée la pluie de type PMP. Des conditions variées ont été utilisées, comme la situation du sol saturé, ou non-saturé, ou la présence d'une couche de neige sur le terrain au moment de la PMP, ce qui conduit à une estimation de PMF pour des scénarios catastrophiques. Enfin, les résultats obtenus montrent comment mieux estimer la valeur de la crue de sécurité des barrages, à partir d'une pluie extrême dix-millennale avec une période de retour de 10'000 ans.

Estimation des crues extrêmes dans les Alpes suisses a l'aide d'un modèle hydrologique distribué

Les modèles hydrologiques développés pour les pluies extrêmes de type PMP sont difficiles à paramétrer en raison du manque de données disponibles pour ces évènements et de la complexité du terrain. Cet article présente les processus et les résultats de l'ajustement des paramètres pour un modèle hydrologique distribué. Ce modèle à une échelle fine a été développé pour l'estimation des crues maximales probables dans le cas d'une PMP. Le calcul effectué pour deux bassins versants test suisses et pour deux épisodes d'orages d'été concerne l'estimation des paramètres du modèle, divisé en deux groupes. La première concerne le calcul des vitesses des écoulements et l'autre la détermination de la capacité d'infiltration initiale et finale pour chaque type de sol. Les résultats validés avec l'équation de Nash montrent une bonne corrélation entre les débits simulés et ceux observés.

A methodology for the adaptation of a PMP at the determination of a PMF

This paper presents a new type of very fine grid hydrological model based on the spatiotemporal repartition of a PMP (Probable Maximum Precipitation) and on the topography. The goal is to estimate the influence of this rain on a PMF (Probable Maximum Flood) on a catchment area in Switzerland. The spatiotemporal distribution of the PMP was realized using six clouds modeled by the advection-diffusion equation. The equation shows the movement of the clouds over the terrain and also gives the evolution of the rain intensity in time. This hydrological modeling is followed by a hydraulic modeling of the surface and subterranean flow, done considering the factors that contribute to the hydrological cycle, such as the infiltration, the resurgence and the snowmelt. These added factors make the developed model closer to reality and also offer flexibility in the initial condition that is added to the factors concerning the PMP, such as the duration of the rain, the speed and direction of the wind. All these initial conditions taken together offer a complete image of the PMF.

The estimation of PMP and PMF on alpine basins in Switzerland

This paper presents a very fine grid hydrological model based on the spatiotemporal repartition of precipitation and on the topography. The goal is to estimate the flood on a catchment area, using a Probable Maximum Precipitation (PMP) leading to a Probable Maximum Flood (PMF). The spatiotemporal distribution of the precipitation was realized using six clouds modeled by the advection-diffusion equation. The equation shows the movement of the clouds over the terrain and also gives the evolution of the rain intensity in time. This hydrological modeling is followed by a hydraulic modeling of the surface and subterranean flows, done considering the factors that contribute to the hydrological cycle, such as the infiltration, the exfiltration and the snowmelt. This model was applied to several Swiss basins using measured rain, with results showing a good correlation between the simulated and observed flows. This good correlation proves that the model is valid and gives us the confidence that the results can be extrapolated to phenomena of extreme rainfall of PMP type. In this article we present some results obtained using a PMP rainfall and the developed model.

Probable consequences of the mitigation of citrus canker eradication methodology in Sao Paulo state

Probable consequences of the mitigation of citrus canker eradication methodology in Sao Paulo state Recently the Sao Paulo state government mitigated its citrus canker eradication methodology adopted since 1999. In April 2009 at least 99.8% of commercial sweet orange orchards were free of citrus canker in Sao Paulo state. Consequently the mitigation of the eradication methodology reduced the high level of safety and the competitiveness of the citrus production sector in Sao Paulo state, Brazil. Therefore we suggest the re-adoption of the same eradication methodology of citrus canker adopted in Sao Paulo from 1999 to 2009, or the adoption of a new methodology, effective for citrus canker suppression, because in new sample surveys citrus canker was detected in >0.36% of affected orchards. This incidence threshold was calculated by using the Duncan test (P <= 0.05) to compare the yearly sample surveys conducted in Sao Paulo state to estimate citrus canker incidence between 1999 and 2009. The calculated minimum significant level was 0.28% among sample surveys and the lowest citrus canker incidence in Sao Paulo state was 0.08%, occurring in 2001. Thus, as an alternative, we suggest the adoption of a new eradication methodology for citrus canker suppression when a new sample survey detected >0.36% of affected orchards in Sao Paulo state, Brazil.

A H-1 MRS study of probable Alzheimer's disease and normal aging: Implications for longitudinal monitoring of dementia progression

In order to evaluate the capability of H-1 MRS to monitor longitudinal changes in subjects with probable Alzheimer's disease (AD), the temporal stability of the metabolite measures N-acetylaspartate and N-acetylas-partylglutamate (NA), total Creatine (Cr), myo-Inositol (mI), total Choline (Chol), NA/Cr, mI/Cr, Chol/Cr and NA/mI were investigated in a cohort of normal older adults. Only the metabolite measures NA, mi, Cr, NA/Cr, mI/Cr, and NA/mI were found to be stable after a mean interval of 260 days. Relative and absolute metabolite measures from a cohort of patients with probable AD were subsequently compared with data from a sample of normal older adult control subjects, and correlated with mental status and the degree of atrophy in the localized voxel. Concentrations of NA, NA/Cr, and NA/mI were significantly reduced in the AD group with concomitant significant increases in mi and mI/Cr. There were no differences between the two groups in measures of Cr, Chol, or Chol/Cr. Significant correlations between mental status as measured by the Mini-Mental State Examination and NA/mI, mI/Cr and NA were found. These metabolite measures were also significantly correlated with the extent of atrophy (as measured by CSF and GM composition) in the spectroscopy voxel. (C) 1999 Elsevier Science Inc.

Presence of residual basal cell carcinoma in re-excised specimens is more probable when deep and lateral margins were positive

In order to quantify presence of residual BCC in patients with histologic positive margins after the first excison and to correlate the presence of residual tumor in re-excised lesions with the location of the positive margin on the first excision, a retrospective evaluation of 2053 surgically treated BCC was performed. Only 38.3% of the re-excised lesions showed residual tumor. In the group of re-excised lesions where residual BCC was found, 13% had lateral positive margin in the first excision, 39% had deep positive margin and 48% had both lateral and deep positive margins. In the group of re-excised lesions where no residual BCC was found, 49% of the primary excised lesions had lateral positive margin, 32% had deep positive margin and 19% had both deep and lateral positive margins. The association between residual tumor and positive margins was statistically significant (p = 0.01). Our findings confirm that presence of residual tumour is more likely when both lateral and deep margins are compromised.

Subcutaneous mucormycosis caused by Rhizopus oryzae: probable nosocomial acquired infection

The Authors present a case of subcutaneous mucormycosis occurring in a patient with clinical and biochemical evidence of diabetic ketoacidosis. The clinical, mycological and histopathological features are described, emphasizing the relevance of a rapid diagnosis in order to stablish early treatment. The clinical forms of mucormycosis and the main associated conditions are briefly reviewed as well as the most probable conditions which may lead to the enhanced susceptibility to infection in the diabetic patient in ketoacidosis. The recovery of Rhizopus oryzae from the air of the room of the patient suggests a nosocomial infection acquired through contamination of venous puncture site by air borne spores.

How Complex, Probable, and Predictable is Genetically Driven Red Queen Chaos?

Coevolution between two antagonistic species has been widely studied theoretically for both ecologically- and genetically-driven Red Queen dynamics. A typical outcome of these systems is an oscillatory behavior causing an endless series of one species adaptation and others counter-adaptation. More recently, a mathematical model combining a three-species food chain system with an adaptive dynamics approach revealed genetically driven chaotic Red Queen coevolution. In the present article, we analyze this mathematical model mainly focusing on the impact of species rates of evolution (mutation rates) in the dynamics. Firstly, we analytically proof the boundedness of the trajectories of the chaotic attractor. The complexity of the coupling between the dynamical variables is quantified using observability indices. By using symbolic dynamics theory, we quantify the complexity of genetically driven Red Queen chaos computing the topological entropy of existing one-dimensional iterated maps using Markov partitions. Co-dimensional two bifurcation diagrams are also built from the period ordering of the orbits of the maps. Then, we study the predictability of the Red Queen chaos, found in narrow regions of mutation rates. To extend the previous analyses, we also computed the likeliness of finding chaos in a given region of the parameter space varying other model parameters simultaneously. Such analyses allowed us to compute a mean predictability measure for the system in the explored region of the parameter space. We found that genetically driven Red Queen chaos, although being restricted to small regions of the analyzed parameter space, might be highly unpredictable.

Isolation of Fonsecaea pedrosoi from thorns of Mimosa pudica, a probable natural source of chromoblastomycosis

We report the isolation of Fonsecaea pedrosoi from thorns of the plant Mimosa pudica L. at the place of infection identified by one of our patients. Clinical diagnosis of chromoblastomycosis was established by direct microscopic examination and cultures from the patient's lesion. The same species was isolated from the patient and from the plant. Scanning electron microscopy of the surface of the thorns showed the characteristic conidial arrangement of F. pedrosoi. These data indicate that M. pudica could be a natural source of infection for the fungus F. pedrosoi.