L ET H

Impact de la distribution des pluies sur les ressources en eaux superficielles du Haut Bassin

de l’Ouémé (Bénin)

M. Le Lay1, S. Galle2, C. Peugeot3, L. Séguis3

1IRD/LTHE, Université de Grenoble, France2IRD/LTHE, Direction de l’Hydraulique, Cotonou, Bénin

3IRD/HSM, Direction de l’Hydraulique, Cotonou,

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Introduction

Contexte scientifique : Programme AMMA-CATCH.

Objectifs:

Discerner les échelles pertinentes d’étude du système hydrologique et de sa modélisation.

Réaliser une première estimation de la vulnérabilité de la zone soudano-sahélienne à des modifications de régime pluviométrique.

A travers l’étude de sensibilité d’un modèle hydrologique.

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Plan de la présentation

1. Zone d’étude et contexte hydro-climatique

2. Approche et outils

3. Scénarios climatiques

4. Résultats

5. Conclusion et perspectives

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1. Zone d’étude et contexte hydro-climatique

Bassin de Bétérou(10 050 km2)

50 années de données pluie-débit (1952-2002)

Djougou

Parakou

1 2 3 46

8

10

12

Localisation de la Haute Vallée de l'Ouémé au Bénin

km0 10 20 30 40 50

OBSERVATOIRE AMMA-CATCHHaute Vallée de l'Ouémé (République du Bénin)

1.5 2 2.5

9

9.5

10

KPAYEROUN

INA2

BASSILA

BEMBEREKE (1)

BETEROU

BIRNI

DJOUGOU

KOUANDE

OKPARA

PARAKOU

PARTAGO

PENESSOULOU

TCHAOUROU

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1. Zone d’étude et contexte hydro-climatique

Indice pluviométrique sur le bassin de Bétérou

-40,0

-30,0

-20,0

-10,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

1954 1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002

Indi

ce p

luvi

omét

rique

Pluie moyenne (1954-1970) 1237 mm

Pluie moyenne (1971-2002)1150 mm

1970

Forte variabilité interannuelle

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1. Zone d’étude et contexte hydro-climatique

Relation pluie-débit annuelle sur le bassin de Bétérou(1954-2002)

R2 = 0,75

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600

Pluie (mm)

Ecou

lem

ent (

mm

)

-20%

-50%

Distributions spatiales et temporelles des précipitations?

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2. Approche et outils

Approche choisie:

Modélisation hydrologique conceptuelle globale à pas de temps fin.

Scénarios climatiques inspirés par les études pluviométriques sur l’Afrique de l’Ouest (Le Barbé et al., 2002).

Intérêts:

Travailler à une échelle proche de l’évènement pluvieux.

Valider l’approche sur des mesures hydro-climatiques.

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2. Approche et outils

Modèle hydrologique : GR4J

Issus des travaux du CEMAGREF (Perrin et al., 2003)

• Modèle hydrologique global au pas de temps journalier.• 2 variables de forçage (P, ETP).• Structure à 2 réservoirs (production et routage) et 4 paramètres.

Robuste et performant: testé sous des climats variés sur 429 bassinsversants (Perrin et al., 2003).

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2. Approche et outils

Exemples de validation du modèle

(Bétérou – 10050 km²)

Pour notre étude: calage sur la période 70-90

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

01/04/1956 01/04/1957 01/04/1958 01/04/1959

Lam

e éc

oulé

e (m

m)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Lam

e pr

écip

itée

(mm

)

P(mm)Qobs(mm)Qsim(mm)

Eff=0.84

Bonne reproduction de la dynamique temporelle

Peu de biais

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2. Approche et outils

Exemples de validation du modèle

(Bétérou – 10050 km²)

Bonne reproduction de la dynamique temporelle

Peu de biais

Pour notre étude: calage sur la période 70-90

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3. Scénarios climatiques

Pluviométrie observée (1990-2002)

Réduction des cumuls pluviométriques annuels

(-10% à -40%)

4 schémas de désagrégation temporelle différents.

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3. Scénarios climatiques

0

5

10

15

20

25

30

Scénario 1

0

5

10

15

20

25

30

Scénario 2

0

5

10

15

20

25

30

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

Scénario 3

0

5

10

15

20

25

30

Scénario 4

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4. Résultats

A. Impacts sur les débits

Ratio 2:1

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4. Résultats

A. Impacts sur les débits

S1

S4

S3

S2

Ratio 2:1

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4. Résultats

B. Evolutions du bilan d’eauEvapotranspiration Humidité moyenne du sol

Faible sensibilité aux scénarios

ratio < 1:1

Forte sensibilité aux scénarios

ratio < 1:1

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Conclusion et perspectives

Conclusion

• Comportement du modèle cohérent avec observations.

• Influence de la distribution temporelle des pluies sur la réponsehydrologique.

• Echelle pertinente = évènement pluvieux

• Débits: un flux particulièrement sensible

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Conclusion et perspectives

Perspectives

• Démarche comparative: conceptualisation différente du bassin (TOPMODEL)

• Rôle de la répartition spatiale des précipitations sur la réponse hydrologique:

Taille des évènements convectifs/superficie des bassins

ORE AMMA-CATCH

Echelles limites de la modélisation non distribuée.

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Merci de votre attention