DIFFERENTS USAGES DES DONNÉES HYDROMETEOROLOGIQUES
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- Marie-Noëlle Flavie Auger
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1 DIFFERENTS USAGES DES DONNÉES HYDROMETEOROLOGIQUES IRRIGATION, AGRICULTURE ET PRODUCTION AGRICOLE ALIMENTATION EN EAU, ASSAINISSEMENT ET DRAINAGE URBAINS PRODUCTION DE L ENERGIE CONTRÔLE DES INONDATIONS ET DELIMITATION DES PLAINES INONDABLES CONTRÔLE DE LA QUALITÉ DES EAUX ET ECOSYSTEMES NAVIGATION RECHERCHE
2 Seminar on National and Trans-boundary Water Resources Management in Africa National Water Information Systems: Organization Management Abou Amani, PhD Regional hydrologist for Africa UNESCO-IHP Programme Nairobi
3 Outline Importance of Water Information System What is a Water Information System Components of Water Information System Management of a NWIS Key constraints Modelling Conclusion and recommendations
4 Importance of WIS Design and Planning of water resources Management of water resources
5 Why do we need a NWIS Analyse the water system (status, pressures, use.) Support decision making Assess efficiency of policies and check compliance with implementation requirements of these policies Facilitate public participation in decision making processes
6 Planning phase Historical data needed Design of hydraulic infrastructures Design of water supply system Design of an irrigation scheme Design hydro-power plan Design urban drainage system Mapping floodplain area Design of flood protection system Etc
7 Management Phase Management of water system Example of multi-purpose Dam Hydropower Irrigation Flood control Water supply Navigation
8 Importance of WIS Water related disaster risk management Floods risk management Floods forecast Drought monitoring Drought forecast
9 What data and information within an WIS? GIS data and information Hydroloclimatic data rivers, watersheds, lake, aquifers, Wetlands, protected areas Discharge, rainfall, wells, boreholes Water quality Administrative units Water uses
10 What data and information within Indicators WIS catalogue of data sources and data services documentation
11 NWIS basic principles Data and Information should be managed as close as possible to its source Multiple partners/providers Data and Information collected once and shared with others for many purposes Different aims / user categories Interoperability, geographical scales
12 NWIS Basic Principles Provision to the public of aggregated data, information Unique provider for each data type Governance Who is in charge of managing the NWIS
13 WIS basic principles GIS reference layer ensures geographically relevant and correct assessments Water relevant statistics (status + use) : Need to relate to hydrological units - Need to be disaggregated to river basin districts/subunits - comparable over transboundary river basins
14 Standardization is Key
15 Example of Brazil WIS
16 Example of Brazil WIS
17 Example of Brazil WIS
18 Example of Brazil WIS
19 Example of Brazil WIS
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21 Management of NWIS Management of various Networks - Rainfall - Discharges - Wells - Water quality - Erosion - Etc Ensure quality and appropriateness of measured and collected data by various actors Have common Standards, appropriate Skills
22 Management of NWIS Management of Database - Storing of the data - Integrity of the data - Quality control - Regular updating - Aggregation
23 Management of NWIS Management of knowledge and information - Which type of information? - Which type of analysis? - Which scale? - Dissemination? Regularity?
24 Example 1 Hydrological Modelling
25 GeoSFM (FEWS) : Stream Flow Model Input data - daily rainfall (estimation, forecast) - daily ETP - Soil (FAO Map) - Land Use / Land Cover (NOAA) - DEM(1Km, NOAA) Output: - daily discharge - water level - inundation areas
26 Stream Flow Model Diagram Data Preprocessing Stream Flow Model Output / Decision Support System 1 RF E QP F MAP MAE Basin Water Balance PE T Soil LU/LC Linkage Routing Parameter s Soil Parameter s Lumped Routing Dist. Routing Flood Inundation Mapping DEM Updating Landsat 7 SPOT
27 Applicatrion of GeoSFM to the basin of SIRBA (Burkina and Niger) 1 Comparaison avant optimisation des débits observés et modélisés à Garbe Kourou sur la SIRBA de 1964 à Q_model Q_obs
28 Example 2 Drought Monitoring
29
30 VIC Land Surface Model SVATS Input Variables Rainfall Temperature Windspeed Radiation Pressure Spatial resolution 1 by 1 Time steps 3 h, daily Input parameters Elevation Vegetation Soil porosity Output variables Soil moisture (three layers) evapotranspiration discharge
31 Focus on African Drought
32 Water Cycle and Drought Monitoring over Africa We are also monitoring globally Terrestrial water cycle (evaporation, runoff, soil moisture, snow) simulated using the VIC land surface model, forced by observed and remotely sensed precipitation and temperature
33 Example 3 Seasonal forecast
34 Methodology for the seasonal forecast of discharge SST discharge Model of black Box Search for a direct statistical link between SST and discharge
35 Oceanic areas having an influence the West Africa Climate Atl NW
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37 PREVISION SAISONNIERE DES PLUIES EN AFRIQUE DE L'OUEST, LE TCHAD ET LE CAMEROUN JUILLET- AOUT- SEPTEMBRE ZONE I ZONE III ZONE II
38 Conclusions and recommendations Raise awareness of benefits of WIS for sustainable management and governance of water resources Need cooperation from local to national to regional levels Ensure stantardized format, definition and methodologies at national/regional/international levels Need political commitment to improve data management Take advantage of modelling and satellite remote sensing data
39 Reference UNESCO/WMO Water Resources Assessment Handbook UN WWRD, 1, 2, 3, 4 World Water Forum (5) sessions reports Brazil, US, EU, Australia WIS
40 Thank you for your attention
41 BESOINS EN PREVISION SAISONNIERE DES VARIABLES HYDROLOGIQUES IRRIGATION PHYTOSANITAIRE ET STRESS HYDRIQUE SUBMERSION ALIMENTATION EN EAU, ASSAINISSEMENT ET DRAINAGE URBAIN RESERVOIR DE STOCKAGE PUITS ET OPERATIONS
42 GESTION DU SYSTEME DE DISTRIBUTION SYSTEME DE POMPAGE (EAUX USEES STATION DE TRAITEMENT DES EAUX OPERATIONS) COLLECTEES) USEES (GESTION DES PRODUCTION DE L ENERGIE ETIAGE) PLANIFICATION ET OPERATION COURANTE DE GESTION (CRUE ET CONTRÔLE DES INONDATIONS ET DELIMITATION DEBORDEMENT DE COURS D EAU ET GESTION DE LA PLAINE INONDABLE (ZONES RESIDENTIELLES OU NON)
43 CONTRÔLE DE QUALITÉ DES EAUX DEBITS SAISONNIERS (ETIAGES) NAVIGATION DISPONIBILITÉ DES EAUX (TIRANT)
44 APERCU DES MODELES HYDROLOGIQUES POURQUOI DES MODELES? DONNÉES LIMITEES DES ECOULEMENTS, INEXISTANTES DANS CERTAINS CAS (APPORT) VOIRE COMPLEXITE DU SYSTÈME DE BASSIN VERSANT SYSTÈME DE GESTION DE RESSOURCE EN EAU AU SEIN D UN BASSIN ANALYSE DE PHENOMENES RARES
45 TYPOLOGIE DE MODELES HYDROLOGIQUES MODELES D ANALYSE MODELES DE PRÉVISION MODELES D ANALYSE ANALYSE DES FREQUENCES (DÉBIT DE DELIMITATION DES ZONES D INONDATIONS, ETC.) REGIONALISATION (CAS DES DONNÉES SIMULATION (IMPACTS SUR LES GLOBAUX, DISTRIBUES) CONCEPTION, LIMITEES) ECOULEMENTS:
46 MODELES DE PREVISION MODELES DE PRÉVISION A COURT TERME MODELES DE PRÉVISION A MOYEN TERME MODELES DE PRÉVISION SAISONNIERE MODELES EMPRIQUES MODELES CONCEPTUELS
47 APPROCHES POSSIBLES ADAPTATION DES RÉSEAUX HYDROMETEOROLOGIQUES RÉSEAUX HYDROMÉTRIQUES (AUGMENTATION, REDUCTION, REORGANISATION) RÉSEAUX MÉTÉOROLOGIQUES TENIR COMPTE DU PAS DE TEMPS) DÉVELOPPEMENT DES MODELES HYDROLOGIQUES TRANSFORMATION PLUIE/DÉBIT COMBLEMENT DES LACUNES (RENFORCEMENT,
48 BESOINS DE L INFORMATION HYDROMETEOROLOGIQUES POUR LA CONCEPTION CLIMATOLOGIQUE, LONG TERME POUR LA GESTION IMMEDIAT, COURS TERME
49 DONNEES HYDROLOGIQUES NECESSAIRES CONCEPTION: * SIGNAL MOYEN DES HAUTEURS D EAU SUR PLUSIEURS ANNEES * SIGNAL MOYEN DES DÉBITS - HAUTEURS MOYENNES D ETIAGE ET - DÉBITS MOYENS D ETIAGE ET DE CHOIX DES EQUIPEMENTS, DE L EMPLACEMENT ET DE LA TAILLE DE L AMENAGEMENT AGRICOLE DE CRUE CRUE
50 DONNEES HYDROLOGIQUES NECESSAIRES GESTION: * ÉVOLUTION DES HAUTEURS D EAU * ÉVOLUTION DES DÉBITS * PLUIE JOURNALIERE * PRÉVISION DE: - HAUTEURS ET DÉBITS D ETIAGE - HAUTEURS ET DÉBITS DE CRUE GESTION, PROTECTION CONTRE LES CRUES, DISPONIBILITÉ DE LA RESSOURCE, ETC
51 ETUDES REGIONALES ET ACCESSIBILITE DES DONNÉES HYDROMETEOROLOGIQUES HARMONISATION DES PROCEDURES D ACCES AUX DONNÉES AU NIVEAU DES PAYS (RECHERCHE, PARTICULIER, ETC.) NECESSITER D UN ECHANGE DES DONNÉES ENTRE PAYS POUR: LA GESTION INTEGREE AU SEIN D UN MÊME BASIN POUR LES ETUDES NATIONALES ET REGIONALES RELATIVES AUX DIFFÉRENTES CONVENTIONS: CCD ET CCC
52 Qualité de la donnée INCERTITUDE PHYSIQUE DE MESURE DE NIVEAUX, ETC. JEAUGEAGES, COURBE DE TARAGE, LECTURES VENTS, REJAILLISSEMENT, ZONE D INSTALLATION, ETC. INCERTITUDE LIEE A LA DUREE DE L ECHANTILLON INCERTITUDE LIE A TRANSPOSITION D UN SITE DE MESURE A UN AUTRE (INCERTITUDE D ECHANTILLONNAGE)
53 Utilité et Qualité de la prévision Précision de la prévision Disponibilité des données et leur qualité Technique de prévision et variables Réponse du bassin (petit, moyen ou grand) Dissémination (moyens à mettre fonction de la nature de la prévision, TCT,MT, LT) Erreur de prévision - méthode de prévision - échéance de la prévision - qualité de la prévision du temps
54 Données nécessaires à la prévision Données pour la mise au point de la méthode de prévision Données pour l opérationnalisation de la prévision
55 Données pour la mise au point des méthodes de prévision Caractéristiques physiographiques du bassin (topo, sols, végétation,..états de surface); Données climatiques historiques (pluie, température, humidité, vent, ) Données historiques sur les débits des stations du réseau hydrométrique
56 Données pour l opérationnalité de la prévision Données climatiques immédiates et récentes Données hydrométriques immédiates et récentes Données climatiques prévues
57 Prévision de crue paramètres Hauteurs et débits (valeurs maximales, hydrogramme, l instant et la durée de la cote de crue ou d alerte,..) Volume total de l onde de crue Vitesse de propagation de l onde de crue Surfaces inondées (extension dans le temps)
58 Méthodes de prévision Station / Station Amont / Aval Propagation de crue Prévision Pluie / Débit par modélisation
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