Apport de la modélisation pluie-débit pour la connaissance de la ressource en eau : application au haut Bassin du Fleuve Sénégal

Contribution of rainfall-runoff modeling to the knowledge of water resources: application to Upper Senegal River basin

¹ Laboratoire Leïdi « Dynamique des milieux et développement », Université Gaston Berger (UGB), BP 234 – Saint-Louis, Sénégal
² IRD, UMR HydroSciences, Université Montpellier 2, case MSE, place Eugène Bataillon - 34095 Montpellier cedex 5, France
³ Faculté des Lettres et des Sciences Humaines, Département de Géographie (UCAD), BP 5005 - Dakar-Fann, Sénégal

^a dioung2001@yahoo.fr
^b alain.dezetter@ird.fr
^c honore.dacosta@ucad.edu.sn

Résumé

Les chroniques de débit du haut bassin du fleuve Sénégal et de sa partie guinéenne sont souvent lacunaires, discontinues, de courte durée, et donc difficilement exploitables pour une analyse hydrologique fiable. L’objectif de ce travail est de simuler puis d’étendre, dans la mesure du possible, les séries hydrologiques en utilisant le modèle pluie-débit, au pas de temps mensuel, GR2M. Dans un premier temps, après avoir calculé les pluies de bassin selon trois méthodes d’interpolation (krigeage, fonction spline et distance inverse pondérée au carré), l’ETP moyenne et la capacité en eau maximale, minimale et moyenne du sol des bassins (ou Water Holding Capacity - WHC), nous avons effectué une analyse de sensibilité du modèle aux données d’entrée pluie et WHC. Ceci a permis de choisir les meilleures combinaisons de données d’entrée par bassin en fonction du critère de Nash-Sutcliffe. Nous avons ensuite procédé au calage et à la validation croisée du modèle avec les données d’entrée choisies afin de déterminer les jeux de paramètres du modèle qui traduisent le mieux la transformation de la pluie en débit. Une fois le jeu de paramètres choisi pour chaque bassin, nous avons appliqué cette version du modèle sur l’ensemble de la série pluviométrique disponible pour simuler les débits. Cette méthodologie a permis de compléter et d’étendre les séries de débits mensuels des bassins versants de Bafing Makana, Dakka Saidou et Sokotoro de 1960 à 2000.

Abstract

The knowledge of water resources and their seasonal variations in the upstream basin of the Senegal River in general and its Guinean part in particular is weak because of missing or too short hydrological time series. Streamflow series often show gaps, are non continuous or too short and consequently are difficult to use for reliable hydrological analysis. Thus the objective of this work was to simulate and extend hydrological data as much as possible, using the GR2M rainfall-runoff model. In a first step, after calculating catchment rainfall using three interpolation methods (kriging, spline function and inverse distance), mean potential evapotranspiration and the maximum, minimum and mean water holding capacity (WHC), a sensitivity analysis of the model to rainfall and WHC input data was performed. Hence we could choose the best combination of input data by catchment based on the Nash-Sutcliffe criterion. Then cross calibration-validation tests were performed using the selected input data to choose model parameter sets. Once the parameter set was chosen for each catchment, this model version was applied on the whole series to simulate streamflow. Thus the monthly flow series of the Bafing Makana, Dakka Saidou and Sokotoro catchments could be extended from 1960 to 2000.