5th International Virtual Conference (IVC-2018).  International E-publication: Publish Projects, Dissertation, Theses, Books, Souvenir, Conference Proceeding with ISBN.  International E-Bulletin: Information/News regarding: Academics and Research

Intensity - duration - frequency curves and hydrological response of retention ponds in the city of Lome (Togo, West Africa)

Author Affiliations

  • 1Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs, Université de Lomé, Togo, West Africa
  • 2Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs, Université de Lomé, Togo, West Africa
  • 3Faculté Des Sciences, Université de Lomé, Togo, West Africa

Res. J. Engineering Sci., Volume 6, Issue (11), Pages 7-19, December,26 (2017)

Abstract

This study aims to contribute to the reduction of natural disaster risks related to floods in the city of Lome through modeling Intensity - Duration - Frequency (IDF) curves, and determining the storage threshold of retention ponds. 33 years of rainfall data were adjusted by the Log normal, Gumbel and GEV distributions. The Akaike (AIC) and Bayesian (BIC) criteria helped to determine the most suitable distribution laws. The quantiles of the return periods 5, 10; 20; 50 and 100 years are calculated and modeled based on the Montana, Talbot, Keifer-Chu and Wanieslita formulas. The parameters of retention basins were used to estimate their hydrological response based on the IDF curves established by applying the rational equation. Gumbel and Log normal laws fit the short duration rains well whereas GEV fit the medium and long duration rains better. The Keifer-Chu formula is most suitable for modeling IDF curves for the city of Lomeas it has the lowest mean squared error and the highest correlation coefficients. Regarding the hydrological response of detention basins, the results show a deficit of storage capacity. The threshold rains that fill each basin during the concentration time is less than a two (02) years return period rain.

References

  1. Cheikh O.S., Ahmed M., Ozer P. and Ozer A. (2007)., Risques d, Geo-Eco-Trop, 31, 19-42.
  2. Wade S., Faye S., Dieng M., Kaba M. and Kane N.R. (2009)., Télédétection des catastrophes d’inondation urbaine: Le cas de la région de Dakar (Sénégal)., Journal d’Animation Scientifique, 7.
  3. Klassou K.S. (2011)., L’urbanisation et l’assainissement pluvial au Togo., Revue de géographie tropicale de l’environnement, Abidjan, 45-60.
  4. Sighomnou D., Tanimoun B., Alio A., Zomodo L., Ilia A., Olomoda I., Coulibaly B., Koné S., Zinsou D. and Dessouassi R. (2012)., Crue exceptionnelle et inondation au cours des mois d’août et septembre 2012 dans le Niger moyen et inférieur., ABN, Niamey, 11.
  5. Commission Economique des nations unies pour l’Afrique (2015)., Rapport d’évaluation sur l’intégration et la mise en œuvre des mesures de réduction des risques de catastrophe au Togo, AddisAbaba, 76., undefined
  6. Sodogas A.V. and Gomado K. (2006)., Analyse situationnelle des risques et facteurs de risques potentiels en matière de désastres au Togo.,
  7. PANA (2008)., Plan d’action national d’adaptation aux changements climatiques., 113.
  8. UNFCCC (2010)., Communication nationale initiale du Togo sur les changements climatiques., Lomé: Presse de l
  9. Gbafa S.K. (2010)., Impacts de la réduction du niveau de service des infrastructures routières: Cas du pont de LANGABOU sur la RN 1 au Togo., Mémoire de DEA, Université de Lomé.
  10. Klassou K.S. (2014)., L’influence humaine dans l’origine et la gravité des inondations au Togo : cas de l’aménagement de l’espace dans la grande banlieue nord de Lomé (Togle-Adetikope)., Revue de géographie tropicale de l’environnement, Abidjan, 2, 3-15.
  11. Kingumbi A. and Mailhot A. (2010)., Courbes Intensité–Durée–Fréquence (IDF): comparaison des estimateurs des durées partielles et des maximums annuels., Hydrological Sciences Journal–Journal des Sciences Hydrologiques, 55(2), 162-176.
  12. Bourrier R. (1981)., Les réseaux d’assainissement: calculs, applications et perspectives., Technique et Documentation, Paris, France.
  13. Mailhot A., Rivard G., Duchesne S. and Villeneuve J.P. (2007)., Impacts et adaptations liés aux changements climatiques en matière de drainage urbain au Québec., Rapport no. R-874. INRS-ETE. Québec. Canada.
  14. Mohymont B. and Demarée G.R. (2006)., Courbes intensité durée fréquence des précipitations à Yangambi Congo, au moyen de différents modèles de type Montana., Hydrological Sciences–Journal–des Sciences Hydrologiques, 51(2), 236-253.
  15. Segond M.L., Neokleous N., Makropoulos C., Onof C. and Maksimovic C. (2007)., Simulation and spatio-temporaldisaggregationof multi-site rainfall data for urban drainage applications., Hydrol. Sci. J., 52(5), 917-935.
  16. Hogg W.D. and Carr D.A. (1985)., Rainfall Frequency Atlas for Canada., Environnement Canada, Atmospheric Environment Service.
  17. Willems P. (2000)., Compound intensity/duration/frequency-relationship of extreme precipitation for two seasons and two storm types., J hydrol., 233, 189-205.
  18. Bultot F. (1956)., Etude statistique des pluies intenses en un point et sur une aire au Congo Belge et au Ruanda-Urundi., Publication de l’Institut National pour l’Etude Agronomique du Congo Belge. Communication no. 11. Bureau Climatologique. Bruxelles.
  19. Pire J., Berruex M. and Quoidbach J. (1960)., L’intensité des pluies au Congo et au Ruanda-Urundi., Mémoires-Collection in-4°. Livre VI. Fascicule 1. Classe des Sciences Techniques. Académie Royale des Sciences d’Outre-Mer.
  20. Mohymont B., Demarée G.R. and Faka D.N. (2004)., Establishment of IDF-curves for precipitation in the tropical area of Central Africa-comparison of techniques and results., Natural Hazards and Earth System Sciences, 4, 375-387.
  21. CIEH (1984)., Etude des pluies journalières de fréquence rare dans les pays membres du CIEH., Rapport de synthèse, 58.
  22. Gbafa K.S., Tiem S. and Kokou K. (2017)., Characterization of rainwater drainage infrastructure in the city of Lomé (Togo, West Africa)., European Scientific-Journal, 13(30), 478-496.
  23. DGH (2004)., Plan Directeur d’Assainissement de la ville de Lomé., Rapport définitif, 286.
  24. Van Tuu N., Lemoine B. and Pouplard J. (1981)., Hydraulique routière., République française, Ministère de la coopération et du développement.
  25. Wallez L. (2010)., Inondations dans les villes d’Afrique de l’ouest: diagnostic et éléments de renforcement des capacités d’adaptation dans le Grand Cotonou., Maîtrise en Environnement, Université de Sherbrooke, Sherbrooke.
  26. Adjoussi P. (2008)., Vulnérabilité des systèmes côtiers à l’élévation du niveau marin entre la Volta et le Mono dans le golfe du Bénin (Afrique de l’Ouest)., Thèse de doctorat d’Université. Université de Lomé, 416.
  27. Aubréville A. (1937)., Les forêts du Dahomey et du Togo., Bulletin du Comité d
  28. Edjame K.S. (1992)., Changement Climatique global : Les syndromes perçus au Togo., in Actes des journées Scientifiques de l
  29. Adjoussi P. (2000)., Changement climatique global: Evaluation de l, Lomé: Université de Lomé FLESH.
  30. Binguitcha-Fare K. (2003)., Analyse des averses au Togo., Nouvelles édition africaines. Lomé
  31. Wilks D.S. (1993)., Comparison of three-parameter probability distributions for representing annual extreme and partial duration precipitation series., Water Resource. Res., 29(10), 3543-3549.
  32. Goula B.T., Brou K., Brou T., Savane I., Vamoryba F. and Bernard S. (2007)., Estimation des pluies exceptionnelles journalières en zone tropicale: cas de la Côte d’Ivoire par comparaison des lois Log-normale et de Gumbel., Hydrological Sciences–Journal– des Sciences Hydrologiques, 52(1), 49-67.
  33. Beirlant J., Vynckier P. and Teugels J.L. (1996)., Excess functions and estimation of the extreme-value index., Bernoulli, 293-318.
  34. Yue S. and Pilon P. (2004)., A comparison of the power of the test, Mann-Kendall and bootstrap tests for trend detection/Unecomparaison de la puissance des tests t de Student, de Mann-Kendall et du bootstrap pour la détection de tendance., Hydrological Sciences Journal, 49(1), 21-37.
  35. Haché M., Perreault L., Rémillard L. and Bobée B. (1999)., Une approche pour la sélection des distributions statistiques: application au bassin hydrographique du Saguenay-Lac St-Jean., Canadian Journal of Civil Engineering, 26(2), 216-225.
  36. LeBartier E. and Mary-Huard T. (2004)., Le critère BIC: fondements théoriques et interprétation., Rapport de recherche. Institut National de la Recherche en Information et en Automatique (France).16.
  37. Stedinger J.R., Vogel R.M. and Foufoula-Georgiou E. (1993)., Frequency analysis of extreme events., Ch. 18 in: Handbook of Hydrology (ed. by D. R. Maidment), McGraw-Hill.New York. USA.
  38. Réméniéras G. (1972)., L’Hydrologie de l’Ingénieur (troisième édn)., Collection du Centre de Recherches et d’Essais de Chatou. Eyrolles. France.
  39. Meylan P., Favre A.C. and Musy A. (2008)., Hydrologie fréquentielle: une science prédictive., PPUR presses polytechniques.
  40. Bertrand-Krajewski J.L. (2007)., Stormwater pollutant loads modelling: epistemological aspects and case studies on the influence of field data sets on calibration and verification., Water Science and Technology, 55(4), 1-17.
  41. Musy A.N.D.R.É. (2005)., Cours\" Hydrologie générale\"., Ecole polytechnique fédérale de Lausanne.
  42. Benabdesselam T. and Hammar Y. (2009)., Estimation De La Réponse Hydrologique D’un Bassin Versant Urbanisé., European Journal of Scientific Research, 29(3), 334-348.
  43. Soro G.E., Goula Bi T.A., Kouassi F.W., Koffi K., Kamagate B., Doumouya I., Savane I. and Srohorou B. (2008)., Courbes Intensité Durée Fréquence des précipitations En climat Tropical Humide: Cas de la Région d’Abidjan (Côte D’Ivoire)., European Journal of Scientific Research, 21(3), 394-405.
  44. Ague A. and Afouda A. (2015)., Analyse fréquentielle et nouvelle cartographie des maxima annuels de pluies journalières au Bénin., Int. J. Biol. Chem. Sci., 9(1), 121-133.
  45. Ferro V., Porto P. and Yu B. (1999)., A comparative study of rainfall erosivity estimation for southern Italy and southeastern Australia., Hydrological Sciences Journal, 44(1), 3-24.
  46. Koutsoyiannis D. and Baloutsos G. (2000)., Analysis of a long record of annual maximum rainfall in Athens. Greece and design rainfall inferences., Natural Hazards (Dordrecht), 22(1), 29-48.
  47. Pereyra-Díaz D., Pérez-Sesma J.A. and Gómez-Romero L. (2004)., Ecuacionesque estiman las curvasintensidad-duración-período de retorno de la lluvia., Geos, 24, 46-56.
  48. Benlaoukli B. and Touaïbia B. (2004)., L, Revue des sciences de l
  49. Bacro J.N. and Chaouche A. (2006)., Incertitude d, Hydrological sciences journal, 51(3), 389-405.
  50. Benabdesselam T. and Hammar Y. (2009)., Estimation de la réponse hydrologique d’un bassin versant urbanisé., European Journal of Scientific Research, 29(3), 334-348.
  51. Desbordes M. and Bouvier C. (1990)., Assainissement pluvial urbain en Afrique de l, Modélisation du ruissellement. Rapport final, 408.