vulnérabilité des Ressources en Eau Superficielle au Sahel aux évolutions Anthropiques et Climatiques à moyen terme

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Huguette Marceau
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1 Évolution de l occupation du sol sous pression anthropique et impact sur le ruissellement de surface et les coefficients d écoulement dans le bassin versant du Bani S. Louvet, B. Barbier, D. Ruelland, M. Diancoumba, P. S. Traore, J.E. Paturel, Gil Mahé Samuel.louvet@ird.fr

dans le bassin versant du Bani S. Louvet, B. Barbier, D. Ruelland, M.

2 vulnérabilité des Ressources en Eau Superficielle au Sahel aux évolutions Anthropiques et Climatiques à moyen terme

3 Objectifs de Ressac déterminer les effets conjugués de l influence climatique et anthropique sur les ressources en eau élaborer des scenarii climatiques, démographiques, socio-économiques et environnementaux pour évaluer leur impact sur les ressources en eau de surface et leur vulnérabilité améliorer les modèles hydrologiques en prenant en compte la dynamique du milieu

socio-économiques et environnementaux pour évaluer leur impact sur les ressources en eau de

4 Organigramme du programme Ressac GT1 Mise à disposition des données Thématique 1 Données Système Bani Thématique 2 Modélisation GT2 Mesures hydroclimatiques GT3 Suivi occupation du sol par télédétection GT6 Modélisation type GR GT4 Liens pressions démographiques/états de surface GT5 Scénarios climatiques GT7 Modélisation type SWAT GT8 Analyses comparaisons passé/futur Thématique 3 Vulnérabilité GT9 Vulnérabilité du Bani

Modélisation type GR GT4 Liens pressions démographiques/états de surface GT5 Scénarios climatiques GT7

6 Les domaines d étude : bassin versant du Bani L écoulement annuel à Douna a chuté de 70% entre avant 1970 et après 1970 Bani BV à Douna # km² Régimes pluviométriques : 500 à 1500 mm/an Géologie : socle et grès Savane boisée et savane-steppe Relief peu accidenté vaste pénéplaine

100 000 km² Régimes pluviométriques : 500 à 1500 mm/an Géologie : socle

7 Les données utilisées Les données utilisées à l échelle du bassin versant du Bani Les données démographiques: Données des Recensements Généraux de la Population et de l Habitat (RGPH) disponibles en 1976, 1987 et 1998 pour le Mali et 1976, 1988 et 1998 pour la Côte d ivoire (Pop, Tx nat, Tx mort, Tx rur, tx urb)

Population et de l Habitat (RGPH) disponibles en 1976, 1987 et 1998 pour le

8 Disponibilité des données démographiques

9 Les données utilisées Les données utilisées à l échelle du bassin versant du Bani Les données démographiques: Données des Recensements Généraux de la Population et de l Habitat (RGPH) disponibles en 1976, 1987 et 1998 pour le Mali et 1976, 1988 et 1998 pour la Côte d ivoire (Pop, Tx nat, Tx mort, Tx rur, tx urb) Les données d occupation du sol (états de surface) : Classification en type d occupation du sol à partir de données satellitaires.

pour le Mali et 1976, 1988 et 1998 pour la Côte d ivoire (Pop, Tx nat, Tx mort, Tx rur, tx urb) Les données d

10 Les recherches sur l évolution de la démographie

11 La transition démographique Cette dynamique en quatre temps rappelle celle de la fonction logistique qui, dès sa découverte a servi de base mathématique pour rendre compte de la transition démographique. Utilisation de la fonction "anti-logistique" d Artzrouni (1986).

servi de base mathématique pour rendre compte de la transition

12 L évolution de la population recensée (hab) Bassin versant du Bani Population totale population rurale population urbaine

totale population rurale population urbaine 500000 0 1975

13 Modélisation de la population rurale : les données à disposition

14 L évolution de la population rurale modélisée

15 Comparaison du modèle anti-logistique avec le modèle spectrum Population du bassin de certaines régions du bassin versant du Bani High variant Low variant Modèle antilogistique

25000000 20000000 15000000 10000000 5000000 0 1998 2003 2008 2013

16 Les recherches sur l évolution de l occupation des sols sur le bassin versant : Utilisation des données Landsat TM

17 Étude diachronique de l occupation du sol : l apport de la télédétection

18 Étude diachronique de l occupation du sol Bani : répartition (%) des différents types d'occupation du sol en 1986 eau libre Sol nu vegetation naturelle Cultures Bani : répartition (%) des différents types d'occupation du sol en 2000 eau libre Sol nu vegetation naturelle Cultures Sol nu Cultures Végétation naturelle Taux d évolution ,8% 50,3% -8%

répartition (%) des différents types d'occupation du sol en 2000 eau libre Sol nu

19 Bassin versant du Bani Cultures Population totale population rurale population urbaine Végétation naturelle Ajustement linéaire des surfaces cultivées Ajustement linéaire des surfaces en végétation naturelle surfaces cultivées y = 0,659x Population Surface (ha) en végétation linéaire y = -0,5521x + 9E Population

surfaces cultivées Ajustement linéaire des surfaces en végétation naturelle surfaces cultivées 2500000 2000000 1500000 1000000 500000 0 y = 0,659x + 158963 0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000

20 L évolution de l occupation du sol modélisée en fonction de la démographie: exemple des surfaces cultivées et de la végétation naturelle

21 Le lien avec la modélisation hydrologique

22 Le modèle GR2M WHC Pluie ETP Débit à l exutoire Amélioration possible du modèle en tenant compte de l évolution des états de surface auxquels on associe un coefficient de ruissellement. On modifie ainsi la capacité de rétention en eau des sols (WHC).

23 Nécessité de connaître par pas de temps le pourcentage associé à chaque état de surface par point de grille

24 Évolution des états de surface : exemple des zones cultivées et de la végétation naturelle

25 Les travaux à venir Fournir des données d évolution de la population rurale à l échelle du modèle hydrologique (0,5 ) afin d évaluer l évolution des différents états de surface. Associer des coefficients de ruissellement à chaque état de surface, différents selon les trois zones climatiques. Transcrire l évolution annuelle des états de surface dans la capacité de rétention en eau des sols. Comparer les performances du modèle hydrologique avec les données de télédétection et les statistiques agricoles.

26 Merci de votre attention

29 Les états de surface Définition des états de surface Le terme «état de surface», au sens de Casenave et Valentin (1991), désigne toute surface élémentaire, toute association de surfaces élémentaires, toute juxtaposition de surfaces élémentaires, et tout système interdépendant de surfaces élémentaires. La surface élémentaire se définissant comme tout ensemble homogène constitué à un instant donné, du couvert végétal, du type de sol et des organisations pédologiques superficielles qui ont subi des transformations sous l effet des facteurs météorologiques, fauniques ou anthropiques (les croûtes). Différents états de surface : les surfaces en végétation naturelle (jachères y compris), les surfaces cultivées, les sols nus (sols complètement dégradés et dénudés), les plans d eau (barrages et autres retenues d eau). L évolution des états de surface se fait par des «modes de transformation»

30 Modes de transformation du milieu 1. La dégradation climatique et anthropique des sols : due au dessèchement du couvert végétal avec encroûtement et dénudation des sols sous l effet conjugué des actions de l homme et du climat, 2. La mise en culture : due au défrichage de la végétation pour la création de nouvelles parcelles de culture, 3. La mise en jachère : ne pas ensemencer un champ au cours d'une ou de plusieurs saisons successives afin de permettre au sol de se régénérer, 4. La restauration des sols : toutes les techniques de récupération des terres dégradées à l aide de pratiques telles que le zaï, les demi-lunes ou le reboisement, 5. Les aménagements hydro agricoles et l urbanisation.

31 Cette dynamique en quatre temps rappelle celle de la fonction logistique qui, dès sa découverte a servi de base mathématique pour rendre compte de la transition démographique. Artzrouni (1986) approxime les taux de natalité et de mortalité par une fonction baptisée "antilogistique" et qui est définie par "une constante moins une fonction logistique". f A 1+ e ( t) = C r( t t0 ) Où : C est la valeur maximale du phénomène étudié (taux de natalité/mortalité, ) ; A est l ampleur de la baisse ; t0 est la date du point d inflexion de la courbe. A cette date, le taux a baissé de moitié ; 4s r = avec la pente de la courbe A au point d inflexion.

32 Les équations des courbes de natalité, de mortalité et de population se déduisent donc comme suit : Nat Nat initiale finale ( t) = Natinitiale r t t) 1+ e Nat Nat ( 0 Nat Mort Mort ( initiale t) = Mortinitiale r t t ) 1+ e Mort Mort ( 0 Mort finale ( ) 1 Pop ( t) = Pop( t 1) + TDémogr.

33 Superficies cultivées en ha 1984/ / / / / /1990 /1990/ / / / / / / / / /2000 Superficies des surfaces cultivées en céréales (en ha) Koulikoro Sikasso Ségou Mopti 1987/ / /1990 /1990/ / / / / / / / / / Statistiques agricoles issues des enquêtes agricoles de conjoncture Superficies des surfaces cultivées en maïs (ha) Koulikoro Sikasso Ségou Mopti Superficies des surfaces cultivées en coton (ha) Koulikoro Sikasso Ségou Mopti Koulikoro Sikasso Ségou Mopti 1984/ / / / / /1990 /1990/ / / / / / / / / / / / / / / /1990 /1990/ / / / / / / / / / / / /1987

34 Comparaison à l échelle des cercles des superficies cultivées entre télédétection et statistiques agricoles super culti tele 2000 sup cult camp agri conj 1999/2000 sup cult camp agri conj 00/01 moy 99/01 0 Bla San Tominian Kadiolo Kolondieba Koutiala Sikasso Yorosso

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