IMPACTS HYDROLOGIQUES DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR LES BASSINS VERSANTS DU NIGER ET DU SÉNÉGAL

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Josselin Faubert
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1 IMPACTS HYDROLOGIQUES DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR LES BASSINS VERSANTS DU NIGER ET DU SÉNÉGAL Dr. Seidou Sanda Ousmane (U. Ottawa) Dr Seidou Sanda Ibrah (U. Niamey) Dr. Ouaga Hubert (Agrhymet) Dr. Yazon Gnoumou (UICN)

2 PLAN DE LA PRÉSENTATION MODÈLES ET SIMULATIONS LA PROBLÉMATIQUE DE L EAU AU SAHEL QUANTITÉS&ACCESSIBILITÉ STRESS HUMAIN STRESS CLIMATIQUE STARTÉGIES DE GESTION LA MODÉLISATION HYDROLOGIQUE COMME OUTIL DE GESTION LE MODÈLE ABN ACTUEL L ÉTUDE UICN/AGRHYMET/ABN INTÉGRATION DE LA COMPOSANTE CHANGEMENTS CLIMATIQUES PRINCIPAUX RÉSULTATS CONCLUSIONS

3 MODÈLES ET SIMULATIONS MODÉLE: représentation plus ou moins simplifiée d'un système physique (dans notre cas une partie du cycle hydrologique) Un modèle represente une CONFIGURATION du système SIMULATION: faire fonctionner un MODÈLE pour anticiper la réaction du système MODÉLISÉ dans des ÉTATS et des conditions de FORCAGE hypothétiques. Nécessaire pour une gestion optimale du système Souffre de beaucoup d'incertitudes autant dans la description du système que dans les conditions de forcage anticipées.

4 PLAN DE LA PRÉSENTATION

5 LA PRÉCIPITATION AU SAHEL

6 NIGER: 44 km 3 /an à Koulikoro, 189 km 3 /an à l embouchure LES EAUX DE SURFACE AU SAHEL Sénégal: 22km 3 /an à Bakel, 20km 3 /an à l embouchure

7 LES EAUX SOUTERRAINES AU SAHEL Aquifère Irhazer- Iullemeden (Mali, Niger, Nigeria) Aquifère du Taoudéni (Algérie, Mali, Mauritanie) Aquifère Senegalo- Mauritanien (Gambie, Guinée-Bissau, Mauritanie, Sénégal) Aquifère tchadien (Centrafique, Tchad, Cameroun, Niger, Nigeria) Recharge estimée à 5mm/an autour de Niamey, et près de zéro dans le nord (nappes fossiles)

8 LES RESSOURCES EN EAU AU SAHEL Pays Eau per capita (m3/ha/an) en 1990 Burkina Faso 3104 Cap Vert 540 Gambie Guinée Bissau Mali Mauritanie 5632 Niger 4334 Sénégal 5377 Tchad Aquifères partagés7658 Moyenne 10601,6667

9 POURCENTAGE DE MOBILISATION DES RESSOURCES EN EAU RENOUVELABLES

10 UTILISATION DE L EAU DANS LE BASSIN DU FLEUVE NIGER

11 POURQUOI LA VULNÉRABILITÉ AU SAHEL? Agriculture essentiellement pluviale (4% des terres arables sont irriguées) Faible capacité économique et technologique pour modifier la variabilité temporelle et spatiale de la disponibilité de l eau Possible baisse de la ressource due aux changements climatiques

12 RESSOURCES EN EAU DE SURFACE MARQUÉES PAR UNE TENDANCE À LA BAISSE?????? Ressources en eau locales en Afrique de l ouest, au Niger et au Mali de 1920 à 1985 [State Hydrological Institute, Unesco] Apports en eau en Afrique de l ouest, au Niger et au Mali de 1920 à 1985 [State Hydrological Institute, Unesco]

13 LE STRESS CLIMATIQUE Le sahel est connu pour être une des régions du monde les plus dépendantes des caprices du climat Des sécheresses récurrentes maintiennent la population et l environnement sous stress permanent Que nous réservent les fameux changements climatiques?quelle stratégie adopter pour y faire face??

14 LA MODÉLISATION HYDROLOGIQUE COMME OUTIL DE GESTION Les modèles hydrologiques sont des outils informatiques qui permettent de simuler divers scénarios d aménagement du bassin sous diverses conditions climatiques L ABN a mis en place un premier modèle pour l analyse des besoins usages actuels et futurs sur le bassin

15 ÉTUDE UICN-AGRHYMET-ABN Financé par la Banque Mondiale et coordonné par l UICN Vise a développer les scénarios d évolution du climat en Afrique de l Ouest et ses implications spécifiques à l échelle régionale et des bassins du Niger et du Sénégal. Analyser les vulnérabilités Proposer des stratégies d adaptation aux contingences climatiques

16 ÉTUDE UICN-AGRHYMET-ABN Étapes typiques d une étude d impact des CC 1. Simulation des impacts des changements climatiques avec les modèles de circulation générale (MCG) 2. Mise à l échelle des sorties des MCGs 3. Modélisation hydrologique 4. Modélisation des impacts sectoriels

17 LES MODÈLES DE CIRCULATION GÉNÉRALE (MCG) un modèle de circulation générale de l'atmosphère est représent senté par un maillage tridimensionnel Chaque boîte élémentaire est considérée e comme un point Les équations de bases sont résolus r numériquement à chaque pas de temps et à dans chaque maille

18 LES SCÉNARIOS DE CHANGEMENT CLIMATIQUE Ils présentent divers climats futurs qui englobent toutes les incertitudes sur les principales forces motrices (croissance démographique, d développement d économique, changements technologiques, etc.) A2: scénario pessimiste: croissance rapide de la population, non adoption de technologies propres, fortes émissions B1: Scénario optimiste: croissance lente de la population, convergenece vers des technologies propres, faibles emissions

19 MISE À L ÉCHELLE DES SORTIES DES MCGs Plusieurs modèles d éd études d impact d nécessitent des informations à des échelles de l ordre l de 50 km et moins. Le downscaling (Mise à l échelle) est une méthode pour obtenir des informations à haute résolution r sur le climat et les changements climatiques à partir des sorties des MCGs

20 Résolution : GCM (150 à 500 km) RCM (20 à 60 km )

21 MODELE HYDROLOGIQUE But:produire une partie des données de base a des études socio-économiques sur l impact des changements climatiques sur les deux bassins Volumes d écoulement Forme de l hydrogramme Tendances dans la taux de recharge des nappes phréatiques Variation de la pluviométrie Événements extrêmes (crues, étiages, intensité de pluie)

22 CHOIX DU MODÈLE HYDROLOGIQUE 1. HEC-HMS développé par l Hydrologic Engineering Center (HEC) de l US Army Corps of Engineers. Fonctionnalités similaires a Mike Basin Pas d environnement SIG intégré, mais HEC- GEOHMS est permet la délimitation des BV et la construction du modèle dans un environnement SIG Stable, gratuit et bien documenté L étude sera faite avec HEC-HMS

23 PROCESSUS HYDROLOGIQUES MODÉLISÉS

24 SHÉMA CONCEPTUEL HEC-HMS

25 LA PROBLÉMATIQUE DES DONNÉES Un des plus gros défis de la modélisation en Afrique est la disponibilité et la qualité des données Aucune donnée de paramètres du sol n était disponible Beaucoup de données manquantes et aberrantes dans les données météo Données de prélèvements imprécises et sans tendance temporelles

26 MODELE DU FLEUVE NIGER Le modèle développé et calibré pour le bassin du fleuve Niger (illustré sur la figure ci-contre) va de la Guinée à Malanville et comporte : 19 sous-bassins, 18 jonctions un réservoir 42 tronçons de rivière

27 MODÈLE DU FLEUVE SÉNÉGAL Le modèle développé et calibré pour le bassin du fleuve Sénégal (illustré sur la figure ci-dessus) va de la Guinée aux stations de Saldé et Ngoui et comporte : 11 sous-bassins, 9 jonctions un réservoir 23 tronçons de rivière

28 QUALITÉ DE LA CALIBRATION- NIGER-MALANVILLE

29 QUALITÉ DE LA CALIBRATION- SÉNÉGAL-MATAM

30 MODÈLES ET SCÉNARIOS MODÈLES MPI/ECAHM5 UKMO/HADCM3 SCÉNARIOS SRESA2 SRESB1 HORIZONS TEMPORELS

31 Variation du débit spécifique sur le bassin du Niger, période

32 Variation du débit spécifique sur le bassin du Sénégal, période

33 VARIATION DU DÉBIT AUX PRINCIPALES STATIONS-NIGER STATION ukmo hadcm3 sresa2 ukmo hadcm3 sresb1 mpi echam5 sresa2 mpi echam5 sresb1 BARO -4% -4% -2% -3% BANAKORO -4% -5% -2% -3% KOULIKORO -10% -10% -8% -8% BENENY -21% -19% -15% -14% KIRANGO -10% -10% -8% -8% DOUNA -19% -18% -13% -13% DIRE -22% -21% -18% -18% TOSSAYE -19% -18% -15% -15% KANDADJI -23% -22% -20% -20% ALCONGUI -73% -77% -75% -75% GARBEKOROU -52% -49% -52% -52% NIAMEY -24% -23% -20% -20% MALANVILLE -24% -23% -21% -21% KE-MACINA -20% -19% -17% -17% Note: ces variations sont par rapport à la période de référence ( )

34 VARIATION DU DÉBIT AUX PRINCIPALES STATIONS-SÉNÉGAL STATION ukmo hadcm3 sresa2 ukmo hadcm3 sresb1 mpi echam5 sresa2 mpi echam5 sresb1 Bakel 0% 30% 27% 35% DakaSaidou -3% 7% -3% 7% Kayes -37% 10% 0% 12% Bafing Makana -44% -2% -8% -1% Manantali -45% 2% -6% 3% Oualia 29% 30% 33% 34% Toukoto -6% -7% -7% -7% Matam -1% 26% 23% 30% Salde Ngoui -3% 23% 18% 25% Kabate Pont -86% -71% -73% -71% Sirimankana -36% -36% -33% -32% Note: ces variations sont par rapport à la période de référence ( )

35 PRINCIPALES CONCLUSIONS La présente étude donne raison aux deux thèses d un sahel plus humide/moins humide: oui le Sahel recevra plus de pluie, mais cette augmentation sera annulée voire inversée par la baisse de précipitation au niveau des sources du fleuve Niger, mais aussi par l augmentation de l évapotranspiration qui réduit le ruissèlement spécifique sur la plupart des sous-bassins.

36 PRINCIPALES CONCLUSIONS Les stations sur le cours d eau principal du Niger verront leur débit diminuer en moyenne de 16% a l horizon contre 19% pour les tributaires. Dans le cas du fleuve Sénégal, les résultats sont contradictoires : UKMO HADCM3/SRESA2 prévoit une baisse modérée au débit, tandis que tous les autres (MPI ECHAM5/SRESA2, UKMO HADCM3/SRESA1, MPI ECHAM5/SRESA1) prévoient une baisse de débit au au voisinage de la source et une augmentation significative (20%,23% et 16% à Matam, Bakel et Salde+Ngoui) vers l exutoire du fleuve.

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