Reservoir Sedimentation under Uncertainty: Analytic Approach versus Simulation

Two methods are presented of estimating accumulated sediment yield stemming from erosion in a semiarid climate during a given time span, and the methods are compared from the viewpoint of the economic consequences evaluated within a Bayesian framework. The design of reservoirs requires the estimation of the random sediment volume Z accumulated over the lifetime of the project. An analytic and a simulation method are used to estimate the density function of Z and to calculate an economically optimal sediment storage spaceD*. A case study in Arizona, USA, is used to illustrate the methodology for the typical situation when only rainfall records are available. Both methods prove to be superior to the traditional procedure leaning on mean values. For the example considered, the two methods yield commensurate results. It appears that, in a semiarid basin, the effect of parameter uncertainty on both Z and D* may be considerably higher than that of natural uncertainty. Sédimentation des réservoirs en cas de l'incertitude: méthode analytique contre la méthode par simulation Résumé. On présente deux méthodes d'estimation de la sédimentation Z accumulée dans une période donnée par suite de l'érosion d'un bassin déversant semi-aride, et on compare ces méthodes du point de vue économique dans le cadre d'une analyse bayésienne. La conception de réservoirs nécessite l'estimation de la densité de probabilité de Z. Cette densité, calculée d'abord à l'aide d'une méthode analytique, puis à l'aide d'une simulation, permet d'évaluer un espace optimum D* de stockage de sédiments. La méthode est appliquée à un cas d'espèce en Arizona, USA. On traite de la situation typique où seules des données pluviométriques sont disponibles. Les deux méthodes, qui sont préférables à l'emploi de valeurs moyennes, conduisent à des résultats comparables. En particulier, il semble que dans un climat semi-aride, l'effet de l'incertitude d'échantillonage sur Z et D* soit bien supérieur à l'effet de l'incertitude naturelle.