Hydroclimatic variability and impacts on water resources of large hydrological catchments in sudanese-sahelian area
Variabilité hydroclimatique et impacts sur les ressources en eau de grands bassins hydrographiques en zone soudano-sahélienne
Résumé
Modelling the impact of the expected climate variability on water resources is fundamental for the planning of facilities, mainly in Western Africa subjected to an unprecedented drought since around thirty years. The purpose of that work is to be able to use rainfall and potential evapotranspiration data from climatic scenarios as input to hydrological models; these models being previously calibrated on large catchments from western Africa (Senegal, Gambia, Sassandra) and central Africa (Logone-Chari). Thus, the main goal is to study the likely variability of water resources during the 21st century. That approach is based on: - The knowledge of the variability of rainfall and hydrological regimes. From a general point of view, the 1970 – 1998 period is in deficit regarding rainfall and the 1990 decade demonstrates that the drought is going on. Those deficits can be explained by a modification of the area influenced by the monsoon which takes part in a more global dynamic regarding the atmospheric circulation. - The assessment of tools to model hydrological regimes of large rivers. Two hydrological models, based on balance equations (GR2M and WBM) have been selected. They work at a monthly time step and with data grids established at a resolution of a square half degree. The sensitivity analysis of the models underlines the significance of rainfalls, land cover and land use regarding hydrological modelling. That assessment also emphasizes the quality of the results and the adaptability of the GR2M model. - The elaboration and the use of climatic scenarios from data provided by GCM. Outputs from climatic models are not really reliable but the foreseen variations can be combined with observed data to generate climatic scenarios. From rainfall and temperature data provided by the HadCM3-A2 model, two likely climatic scenarios could be elaborated. Used with GR2M and WBM they lead to the reduction of the Senegal and Gambia flow, to an increase followed by a decrease of the Sassandra flow and to an increase of the Logone-Chari flow.
Pour les pays du sous-continent ouest africain soumis depuis une trentaine d'années à un changement climatique sans précédent au XXème siècle, la modélisation de l'impact de la variabilité prévisible du climat sur les ressources en eau est fondamentale pour la planification des aménagements. L'objectif de ce travail est l'utilisation de simulation de pluies et d'évapotranspiration potentielle issues de scénarii climatiques en entrée de modèles hydrologiques, calés pour les grandes rivières d'Afrique de l'Ouest (Sénégal, Gambie, Sassandra) et Centrale (Logone-Chari), afin d'étudier la variabilité probable des ressources en eau au cours du XXIème siècle. Cette approche se fonde sur : - la connaissance de la variabilité des régimes pluviométriques et hydrologiques. Globalement, la période 1970-1998 est déficitaire et la décennie 90 témoignent de la persistance de la sécheresse. Ces déficits peuvent s'expliquer par une variation de l'espace couvert par la mousson s'inscrivant dans une dynamique à l'échelle de la circulation atmosphérique générale ; - l'évaluation d'outils de modélisation des régimes hydrologiques des grands cours d'eau régionaux. Deux modèles de bilans hydrologiques (GR2M et WBM), fonctionnant au pas de temps mensuel sur des grilles à la résolution du demi degré carré, ont été retenus. L'analyse de sensibilité modèles montre l'importance des précipitations et des états de surface dans la modélisation hydrologique. Cette évaluation souligne également la performance et la robustesse du modèle GR2M ; - le développement et l'application de scénarii climatique à partir des données issues des Modèles de Circulation Générale. Les sorties de modèles climatiques ne sont pas vraiment fiables mais les variations prévues peuvent être combinées aux observations pour générer des scénarii climatiques. L'utilisation des données de précipitations et de température du modèle HadCM3-A2, via deux scénarii climatiques, dans les modèles hydrologiques GR2M et WBM conduisent à la diminution des débits du Sénégal et de la Gambie, une augmentation suivie d'une diminution des débits du Sassandra et une augmentation des débits du Logone-Chari.