Présenté par: Dr. Sintondji L., Dossou-Yovo E. et Prof. Agbossou E. Laboratoire d Hydraulique et de Maîtrise de l Eau (LHME) / FSA / UAC

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1 Impacts des changements climatiques et de la dynamique du couvert végétal sur les ressources en eau dans le bassin de l Okpara à l exutoire de Kaboua à l horizon 2025 Présenté par: Dr. Sintondji L., Dossou-Yovo E. et Prof. Agbossou E. Laboratoire d Hydraulique et de Maîtrise de l Eau (LHME) / FSA / UAC

2 Plan Introduction Objectifs Milieu d étude Méthodologie Résultatset t t discussioni Conclusionet perspectives

3 Introduction Activités industrielles et agricoles, multiplication moyens transport et explosion démographique aug GES (IPCC, 2007). Echelle continentale: Afrique subsaharienne, région du monde la plus exposée (FAO, 2008). Bénin: récession pluviométrique et augmentation significative nombre d années sèches (Boko, 1988 ; Afouda, 1990 ; Houndénou, 1999 ; Vissin, 2007). Baisse de pluviométrie modification de végétation accélérée par pression anthropique (Boko et al., 1997 ; Mahé et al., 1999).

4 Introduction Questions développement durable en particulier ressources en eau, dégradation terres, sécurité alimentaire (Le Barbé et al., 2002). Bassin de l Okpara à Kaboua: 8,24% Sup Bénin, alimente 12% pop p béninoise. Désavantagé par hydro géologie. Insuffisance point d eau. Au contexte difficile il bassin, s ajoutent j les changements climatiques i qui seront responsables de 20% de diminution de l eau dans le monde (UNESCO, 2003). Grande menace pour approvisionnement eneau, risque agriculture. Accompagnement des populations, évaluation effets futurs des CC et de la dégradation du couvert végétal.

5 Objectifs Objectif général Evaluer les effets des changements climatiques et de la dynamique du couvert végétal et d exploitation des terres sur les ressources en eau à l horizon 2025.

6 Objectifs Objectifs spécifiques: - évaluer les effets des scénarii climatiques futurs sur les ressources en eau du bassin; évaluer le rythme actuel de dégradation du couvert végétal et tles effets futurs de la dynamique d occupation des sols sur les ressources en eau ; - estimer les effets combinés des changements futurs dans le climat et dans les occupations des sols sur les ressources en eau.

7 MILIEU D ETUDE Figure 1: Carte du Bénin Source : IGN (2003) Superficie de 9461 km 2 Pluviométrie de 1028 à 1158 mm/an Figure 2 : Réseau hydrographique du bassin de l Okpara à Kaboua Solsl ferrugineux tropicaux, sols à alluvions et sols minéraux bruts Forêt dense décidue, forêt claireet savanes.

8 Méthodologie Pour évaluer les effets des changements du climat et de l occupation des terres sur les ressources en eau futures du bassin de l'okpara à Kaboua, le modèle SWAT a été utilisé. Justification du choix du modèle SWAT SWAT (Soil and Water Assessment Tool) (Arnold et al., 1998) est un modèle hydrologique physique, semi distribué ib à interface SIG (ArcView ou ArcGIS) qui dérive les sous bassins et le réseau de drainage d un bassin versant à partir des MNT et calcule les bilans hydriques journaliers à partir des données météorologiques, pédologiques et d'occupation des terres. SWAT a été développé pour prévoir l'impact des pratiques de gestion des terres sur l'eau leau, les sédiments sur de longues périodes. Contrairement aux modèles conceptuels globaux, SWAT permet d évaluer les effets combinés des changements climatiques, de la succession des types de végétation et des modifications des pratiques agricoles sur les ressources en eau (Abbott et Refsgaard, 1996). Il a été déjà utilisé avec succès sur plusieurs bassins versants au Bénin(Sintondji, 2005; Awoyé, 2006; Ahouanssou, 2007; Dossou-Yovo, 2009; ).

9 Méthodologie Evaluation des effets des changements climatiques et de la dynamique du couvert végétal sur les ressources en eau Une approche de modélisation de scénarii a été utilisée pour évaluer les effets des changements climatiques (CC) et de la dynamique du couvert végétal sur les ressources en eau. Ces scenarii ont été élaborés par le programme de recherche IMPETUS (scénarii du CC) et le CENATEL (scénarii des modifications du couvert végétal). A partir de ces données, les simulations ont été réalisées considérant la période de 2011 à 2025 en utilisant t un pas temporel de 5 ans. Les simulations ont été faites de manière à évaluer les effets des changements climatiques sur les ressourcesrces en eau futures du bassin (1), les effets des modifications futures d utilisation des terres sur les ressources en eau (2) et ceux des scenarii combinés de changements d'utilisation des terres et du climat sur les ressources en eau (1 & 2). Pour la réalisation des simulations, les données du calage du modèle SWAT de Dossou- Yovo (2009) ont été utilisées. Les combinaisons des scénarii effectuées sont résumées dans le tableau 1.

10 Méthodologie Tableau 1: Combinaisons des scénarii pour l évaluation des effets des changements climatiques et de la dynamique du couvert végétal sur les ressources en eau du bassin Carte Données Données Données Données d occupation climatiques climatiques climatiques climatiques des terres ( ) ( ) 2015) ( ) 2020) ( ) 2025) Lu02 (original) Calage Validation et Lu &2 - - Lu &2 - Lu &2 Lu02 : carte d occupation des sols de 2002, Lu12 : carte d occupation des sols de 2012, Lu17 : carte d occupation des sols de 2017, Lu22 : carte d occupation des sols de 2022,1 : effets des changements climatiques sur les ressources en eau,2 : effets des changements d occupation des sols sur les ressources en eau,1&2 : effets des scénarii combinés sur les ressources en eau

11 Méthodologie Prétraitement et intégration des scénarii dans le modèle Les scénarii des changements climatiques Les scénarii du climat utilisés proviennent des travaux de Paeth et al. (2005) qui ont généré les scénarii climatiques au moyen du modèle climatique régional REMO par descente d échelle des scenarii A1B et B1 de l IPCC. Ainsi, les moyennes des paramètres climatiques ont été calculées pour les différentes stations appartenant au bassin et importées dans le modèle sous le format approprié. La carte d occupation des sols de 2002 (Lu-original) est maintenue fixe pour toutes ces simulations réalisées afin de faire ressortir uniquement les effets des changements climatiques sur les ressources en eau. Les scénarii des changements d occupation des sols nous avons d abord étudié la dynamique du couvert végétal dans le bassin en utilisant les formats numériques des images d occupation du sol de types Landsat (1995) et Landsat (2006). La dynamique du couvert végétal a été évaluée en calculant la vitesse de variation des unités d occupation de sol grâce à la formule : Avec S : la vitesse de variation (extension ou régression en ha/an) S : ( g ) S P1 : la superficie de l unité d occupation de sol considérée au cours de l année 1 (ha) S P2 : la superficie de l unité de sol considérée au cours de l année 2 (ha)

12 Méthodologie Prétraitement et intégration des scénarii dans le modèle Pour l évaluation des impacts de la dynamique future du couvert végétal sur les ressources en eau, les cartes d occupations des sols ont été obtenues auprès du CENATEL. Ces cartes sont réalisées pour un intervalle régulier de cinq (05) ans et couvrent une longue période. Les cartes utilisées dans le cadre de cette étude sont celles de 2012 (Lu12), 2017 (Lu17) et 2022 (Lu22). Les simulations ont été faites pour chacune de ces cartes. Scénarii combinés des changements dans le climat et dans l occupation des sols. La période de simulation choisie étant de 5 ans, la combinaison des scénarii est faite de manière à ce que, pour chaque simulation, l année de la carte d occupation des sols considérée soit incluse dans la période de simulation. Ainsi, les combinaisons suivantes ont été faites : Lu12 et climat 2011 à 2015, Lu17 et climat 2016 à 2020, Lu22 et climat 2021 à 2025.

13 Résultats et discussion Effets des scénarii des changements climatiques sur le bilan hydrologique Les changements climatiques auront des conséquences sensibles sur les termes du bilan hydrologique dans le bassin de l Okpara à Kaboua comme l indique le tableau 2. Tableau 2: Proportions de variation (en %) des composantes du bilan hydrologique sous les influences des scénarii climatiques ( ) par rapport au climat de référence (climat ) Composantes du bilan hydrologique 2004 PCP (mm) 1113, ,3 1046,8 1045,77 PCP (%) ,3-6 -6,1 ET (mm) 741, , ,17 ET (%) - +4,4 +3,4 +4,2 +4 SurfQ (mm) 130,17 82,29 83,19 80,30 81,93 SurfQ (%) - -36,78-36,09-38,31-37 GWQ (mm) 165,20 130,62 132,68 131,91 131,74 GWQ (%) - -20,93-19,68-20,15-20,25 TAQR (mm) 250,08 201,89 204,81 203,99 203,56 TAQR (%) - -19,27-18,10-18,43-18,60 WY (mm) 298,12 213,23 216,2 212, WY (%) - -28,47-27,48-28,71-28,22 PCP=précipitation, SurfQ=écoulement de surface, GwQ=écoulement souterrain, TAQR=recharge totale des aquifères, ET=évapotranspiration réelle, WY=production moyenne d eau, : Variation

14 Résultats et discussion Effets des changements climatiques sur les composantes du bilan Variation sur les composantes du bilan PCP (%) -6-6,3-6,1-6,1 ET (%) +4,4 +3,4 +4,2 +4 SurfQ rfq(%) -36,78-36,09-38, GWQ (%) -20,93-19,68-20,15-20,25 TAQR (%) -19,27-18,10-18,43-18,60 WY (%) -28,47-27,48-28,75-28,2222 Diminution de la précipitation de: 5,5 à 8,8% à l horizon 2020 (Ardoin Bardin, 2004); 8,1% à l horizon 2025 (Sintondji, 2005); 15% à l horizon 2050 (Paeth et al., 2005).

15 Résultats et discussions (suite) Effets des changements climatiques sur l écoulement de surface spatial Climat référence-lu 2002 Climat ( )-Lu 2002 N'Dali Perere Nikki N'Dali Perere Nikki Parakou Parakou N Tchaourou Tchaourou Ouesse Kil t Ouesse Ecoulement moyen de surface (mm/an)

16 Résultats et discussions (suite) Effets de la dynamique du couvert végétal Dynamique du couvert végétal de 1995 à 2006 Unités Vitesse de régression ( ) Taux d extension Forêt dense décidue 16,1 ha/an - Forêt claire et savane boisée Savanes arborée et arbustive Mosaïque de cultures et de jachères 263,8 ha/an - 0 ha en ha en ,45 ha/an - 0 ha en ,89 % Agglomérations - 52,75 %

17 Résultats et discussion (suite) Effets de la dynamique du couvert végétal (fin) A l horizon 2022 Zone agricole 80 Zone de savane Variation sur les Lu 12 Lu 17 Lu 22 composantes du bilan % PCP (%) ET (%) -1,8-2,2-2,7 GwQ (%) -2,7-3,3-9,9 TAQR (%) -2,3-2,7-4,3 Qsurf (%) 10,8 12,54 14,23 an an an an WY (%) -4,27-4,74-6,1 Superficies agricoles et de savane en %

18 Résultats et discussion (suite) Effets des scénarii combinés sur le bilan hydrologique WY TAQR Cl Lu 2002 PCP GwQ Cl Lu modifié ET SurfQ Bilan hydrologique (%) sous les effets des scénarii combinés Variation du bilan hydrologique PCP (%) -6-6,3-6,1-6,1 ET (%) 4,1 3,14 4,1 +3,8 SurfQ (%) -34,24-33,9-36,01-34,73 GWQ (%) -21,48-20,35-20,82-20,88 TAQR (%) -19,33-18,27-18,61-18,74 WY (%) -28,52-27,63-28,87-28,34

19 Résultats et discussions (suite) Effets des scénarii combinés sur l écoulement de surface spatial Climat de référence-lu 2002 Climat ( )-Lu 2022 N'Dali N'Dali Nikki Perere Perere Nikki Parakou Parakou N Ouesse Tchaourou Ouesse Tchaourou Ecoulement moyen de surface (mm/an)

20 Résultats et discussion (suite) Effets des scénarii combinés à l échelle intra saisonnière qu uantité d'eau (m mm) PCP calage SurfQ calage WY calage ET calage 100 PCP 2025 Lu 2022 SurfQ fq2025 Lu WY 2025 Lu 2022 ET 2025 Lu

21 Résultats et discussions (fin) Production de sédiments à l horizon 2025 Climat de référence/lu 2004 Climat / Lu 2002 Climat de référence/lu 2022 Climat / Lu 2022 N'Dali Perere Nikki N'Dali Perere Nikki N'Dali Perere Nikki N'Dali Perere Nikki Parakou Parakou Parakou Parakou N Tchaourou Tchaourou Tchaourou Tchaourou Ouesse Ouesse Ouesse Ouesse Kilometers Perte en terre en t/ha W atsub 2.shp

22 Conclusion et perspectives Climat du bassin de l Okpara change Changements climatiques et dégradation du couvert végétal à horizon 2025: diminution ressources en eau de surface (35%), en eau souterraine (20%) et production d eau deau(28%), Impacts futurs des activités humaines et des facteurs du milieu physique sur la disponibilité et la qualité des ressources en eau dans le bassin de l Okpara.

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