Optimisation de la gestion des ressources en eau dans la bassin du Souss Massa

Agence du Bassin Hydraulique du Souss Massa Optimisation de la gestion des ressources en eau dans la bassin du Souss Massa Marrakech le 23 mai 2005 Présenté par: Mohamed ABOUFIRASS, RESING

Agence du Bassin Hydraulique du Souss Massa Travail réalisé par l Agence du Bassin Hydraulique du Souss Massa En collaboration avec un bureau d étude marocain, Resing Marrakech le 23 mai 2005 Présenté par: Mohamed ABOUFIRASS, RESING

Agadir Rabat ESPAGNE Tanger MEDITERRANEE Oujda ALGERIE M A R O C 0 200 400 km O C E A N A T L A N T I Q U E LOCALISATION Bassin du Souss-Massa Dakhla

Problématique liée à la gestion des ressources en eau en zones arides et semi-arides En terme de ressources en eau: - Rareté et irrégularité des apports - Sécheresses persistantes En terme de demande en eau: - Des besoins en eau forts et croissants - Des exigences en qualité contraignantes En terme d information et de données: - Données souvent incomplètes et hétérogènes - Grande variabilité spatiale et temporelle Déficit en eau persistant et difficulté en termes d allocation des ressources nécessaires pour assurer: -Satisfaire les demandes -Assurer l équité entre les différents usagers de l eau L amélioration de la gestion actuelle passe par : - une définition claire des priorités entre usages ; - des prises de décision (allocation / restriction, modification de programme de fourniture, à des pas de temps adéquats - la prise en compte dans la gestion opérationnelle des paramètres de déficit à satisfaire les différentes allocations

Ressources en eau: Un contexte de rareté et de grande demande 1- Eaux de surface limitées et très irrégulières Apports: 626 Mm 3 /an Bassins côtiers Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Souss Souss Souss Souss Souss Souss Souss Souss Souss Agadir 22 Mm3/an Bassin du Souss 394 Mm3/an A T L A N T I Q U E Oued Massa Massa Massa Bassin Tiznit -Sidi Ifni 16 Mm3/an Bassin Chtouka 128 Mm3/an

Ressources en eau: Un contexte de rareté et de forte demande 2.a. Eaux souterraines Surexploitées et déficitaires Baisse piézométrique continue Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Souss Souss Souss Souss Souss Souss Souss Souss Souss H A U T A T L A S Bassins côtiers Bassin du Souss A N T I - A T L A S Agadir NAPPE DU SOUSS A T L A N T I Q U E Oued Massa Massa Massa NAPPE CHTOUKA Bassin Tiznit -Sidi Ifni Bassin Chtouka

Ressources en eau: Un contexte de rareté et de grande demande 2.b. Eaux souterraines Surexploitées et déficitaires Baisse piézométrique continue Nappe du Souss Prélèvements nets et sorties diverses : 550 Mm3 Moyenne annuelle de la recharge globale de la nappe : 320 Mm3 ; Déficit annuel : 230 Mm3/an. Nappe des Chtouka Prélèvements nets et sorties diverses : 90 Mm3 Moyenne annuelle de la recharge globale de la nappe : 30 Mm3 ; Déficit annuel : 60 Mm3/an.

Finalités Optimiser la gestion des ressources en eau - Ne pas dépasser un seuil minimum de déficit pour les allocations prioritaires - Minimiser le déficit pour les allocations secondaires Elaborer un outil d aide à la décision en matière de gestion qui permet cette optimisation

Démarche Décomposi -tion du problème en sous systèmes ressources en eau Agadir Système affluents Atlantiques Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Oued Massa Massa Massa Massa Massa Massa Massa Massa Massa Barrage My Abdallah Système Massa Eaux de surface Nappe des Chtouka Barrage Youssef Ben Tachfine Barrage Abdelmoumen Seuil Bahsia H A U T A T L A S Haut Atlas Barrage Imi Lkheng Oued Souss Système Souss Eaux de surface Nappe du Souss A N T I A T L A S Barrage Mokhtar Soussi Barrage Aoulouz

Démarche Décomposition du problème en sous systèmes ressources en eau SOUS SYSTEME SOUS SYSTEME SOUS SYSTEME SOUS SYSTEME Complexe Aoulouz / Mokhtar Soussi + Nappe Souss Barrage Abdelmoumen + Nappe Souss + Barrage My Abdallah Barrage Imi El Kheng + Barrages en projet + Apports des affluents atlasiques et anti-atlasiques Barrage Youssef Ben Tachfine + Nappe des Chtouka Schémas optimaux Schémas optimaux Schémas optimaux Schémas optimaux NAPPE DU SOUSS NAPPE DES CHTOUKA

Démarche Optimisation de la gestion de systèmes d eau de surface Modèle de génération des séries d apport Séries d apport 50 séries sur 20 ans Hypothèses sur le système Capacité, lois d évaporation et de pertes, demandes Apports mensuels sur 20 ans Modalités de gestion - Priorités des allocations - Règles de stockage / déstockage Modalités mensuelles, dépendant de la situation passée en termes de déficits, apports,... Modèle d évolution Résultats Processus d Optimisation Indicateurs

Démarche Enjeux Etablir des règles de gestion optimale de systèmes d eaux de surface Contrainte : sécuriser l allocation prioritaire dégrade en général l allocation secondaire Démarche générale : Il s agit de trouver des compromis entre les risques associés à l allocation prioritaire et secondaire Modéliser le passé Pour générer de nombreux futurs possibles (démarche probabiliste Modéliser des règles de gestion Tester ces règles de gestion pour tous ces futurs Adopter les règles les plus efficaces en termes de «risques» tolérés

Démarche Modélisation des apports Enjeux : Les apports annuels sont de nature stochastique mais non purement aléatoires (exemple : persistance de séries d année sèches Objectifs : Modéliser les apports pour chaque retenue d eau sur la base des années passées Méthodologie : - modélisation des apports annuels suivant des «chaînes de Markov» (modèle autorégressif d ordre 1 - désagrégation des apports annuels en apports mensuels et modélisation Forme : Q i = Q + ρ.(q i-1 Q + e i Avec : Q i Apport saison i Q ρ e i Moyenne de la série Coefficient de corrélation avec la saison précédente Paramètre aléatoire suivant une loi Gamma

Démarche Modélisation des apports annuels Mm3/an Série 1 300,0 250,0 Exemples de séries d apports annuelles générées Série 6 Série 8 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Année 6 Année 7 Année 8 Année 9 Année 10 Année 11 Année 12 Année 13 Année 14 Année 15 Année 16 Année 17 Année 18 Année 19 Année 20

1000,000 900,000 800,000 Démarche 1949-2003 1980-2003 modélisation Simulations Modélisation des apports annuels 700,000 600,000 1991-2003 Répartition des années simulées par rapport à la répartition des 35 années passées (Aoulouz 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0,000 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

janvier mars mai juillet septembre novembre janvier mars mai juillet septembre novembre janvier mars Mm3 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Démarche Modélisation des apports mensuels Exemples de séries d apports mensuelles générées mai juillet septembre novembre

Démarche Modélisation des apports mensuels 200,000 180,000 160,000 1949-2003 1980-2003 modélisation Simulations 140,000 120,000 100,000 Comparaison des distributions des séries passées, modélisées suivant une loi gamma, et simulées (mois de mars, Aoulouz 80,000 60,000 40,000 20,000 0,000 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Démarche Hypothèses sur la retenue Capacité: 1 ou 2 barrages couplés Lois de pertes: Plusieurs formes de lois de pertes possibles Basées sur la modélisation statistique des pertes passées des barrages Lois d évaporation: Lois mensuelles Basées sur la modélisation statistique de l évaporation passée des barrages Hypothèses sur la demande: 1 ou 2 allocations Profil annuel (horizon 20 ans de chaque demande Profil mensuel de chaque demande

Evaporation MAI-JUIN-SEPTEMBRE 3,500 MARS-OCTOBRE 3,000FEVRIER AVRIL Puissance (FEVRIER 2,500Puissance (DECEMBRE-JANVIER Puissance (JUILLET-AOUT 2,000 Puissance (MARS-OCTOBRE 1,500 1,000 Démarche NOVEMBRE DECEMBRE-JANVIER JUILLET-AOUT Puissance (NOVEMBRE Puissance (MAI-JUIN-SEPTEMBRE Puissance (AVRIL Modélisation des retenues Modélisation de de l évaporation Exemple: Youssef Ben Ben Tachfine: Évaporation mensuelle :: basée basée sur sur l historique passé, passé, de de la la forme forme évaporation =a*(stockb y = 0,0418x 0,6342 R 2 = 0,8163 y = 0,067x 0,6676 R 2 = 0,907 y = 0,0556x 0,6746 R 2 = 0,9384 y = 0,0492x 0,5808 R 2 = 0,7686 y = 0,0417x 0,5879 R 2 = 0,7621 0,500 0,000 0,000 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000

Démarche Modalités de gestion Lois de priorités Priorités absolues ou relatives d une allocation sur l autre Paramétrage des lois de priorités d une manière mensuelle Les priorités peuvent être changées en cas de crise (déficits d apports Règles de stockage / déstockage Les niveaux de stocks seuils sont paramétrables de manière mensuelle Des lois de stockage sont proposées pour répondre à des exigences particulières de sécurité d approvisionnement Des lois de déstockage sont proposées pour les situations de crise (déficits, sur l une ou l autre des allocations

Démarche Pri/DPri Modalités de gestion Type de priorité 1 DPri min /DPri 0 DSec min /DSec Pri est l allocation prioritaire DPri est la demande en allocation prioritaire Sec est l allocation secondaire DSec est la demande en allocation secondaire 1 Sec/DSec

Démarche Pri/DPri Modalités de gestion Type de priorité 1 DPri min /DPri 0 DSec min /DSec Pri est l allocation prioritaire DPri est la demande en allocation prioritaire Sec est l allocation secondaire DSec est la demande en allocation secondaire 1 Sec/DSec Pri est l allocation prioritaire

Démarche Modalités de gestion Profils demande en eau Exemple: Youssef Ben Tachfine Profil de demande mensuelle Massa +Tassila 12,0% 10,0% Limite supérieure Limite inférieure 8,0% 6,0% 4,0% 2,0% 0,0% SEPTEMBRE OCTOBRE NOVEMBRE DECEMBRE JANVIER FEVRIER MARS AVRIL MAI JUIN JUILLET AOUT

Démarche Modèle d évolution Equations de continuité du barrage Sur un pas mensuel

Année 10 Année 11 Année 12 Année 13 Année 14 Année 15 Année 16 Année 17 Année 18 Année 19 Année 20 Résultats Barrage Abdelmoumen Série Série 7 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 250,0 Apports Dotation AEPI AGADIR Dotation ISSEN Evaporation + fuites + déversements septembre année 10 septembre année 11 septembre année 12 septembre année 13 septembre année 14 septembre année 15 septembre année 16 septembre année 17 septembre année 18 septembre année 19 septembre année 20 Année 9 Année 8 septembre année 9 Année 7 septembre année 8 Année 6 septembre année 7 Année 5 septembre année 6 Année 4 septembre année 5 Année 3 septembre année 4 Année 2 Année 1 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Dotation AEPI Agadir Dotation Issen Evaporation + pertes + déversement Niveau du barrage mois septembre année 1 septembre année 2 septembre année 3 Mm3

Année 10 Année 11 Année 12 Année 13 Année 14 Année 15 Année 16 Année 17 Année 18 Année 19 Année 20 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Apports Dotation Guerdane Dotation pmh Recharge Dotation PMH Fuites + évaporation septembre année 11 septembre année 12 septembre année 13 septembre année 14 septembre année 15 septembre année 16 septembre année 17 septembre année 18 septembre année 19 septembre année 20 Année 8 Année 9 septembre année 9 septembre année 10 Année 7 Année 6 septembre année 7 septembre année 8 Année 5 Année 4 septembre année 5 septembre année 6 Année 3 Année 2 septembre année 3 septembre année 4 90,0 Année 1 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 septembre année 1 septembre année 2-10,0 mois Mm3 Résultats Barrage Aoulouz Série Série 32 32 Apports Dotation Guerdane Recharge Fuites + évaporation Niveau du barrage

L outil: logiciel et interfaces Niveau du barrage

Résultats Indicateurs de de performance après optimisation Aoulouz Fuites (Mm3/an Recharge (Mm3/an Dotations (Mm3/an dont Guerdane (Mm3/an Risques de déficit Non optimisé 21,8 102,3 1,3 déficits permanents (système a été orienté "recharge" jusqu'à présent Système optimisé 7,7 63,7 58,9 42,2 - déficit de 6,3% en moyenne - 1 mois partiellement déficitaire tous les 12 mois - 1 mois 100% déficitaire tous les 72 mois Abdelmoumen Non Non optimisé optimisé Déficit Déficit (% (% Optimisé Optimisé Apports Apports 65,02 65,02 65,02 65,02 Dotation Dotation AEPI AEPI AGADIR AGADIR 8,66 8,66 8,8% 8,8% 9,44 9,44 0,7% 0,7% Dotation Dotation ISSEN ISSEN 47,08 47,08 20,2% 20,2% 44,59 44,59 24,4% 24,4% Recharge Recharge 4,24 4,24 4,49 4,49 Fuites Fuites 0,37 0,37 0,41 0,41 Evaporation Evaporation 5,86 5,86 6,76 6,76 Différence Différence de de stock stock 0,38 0,38 0,91 0,91

35,0% Résultats Abdelmoumen avant et et après optimisation Déficit moyen ISSEN Avant 30,0% 25,0% Déficit moyen mensuel: Allocation secondaire 20,0% Allocation prioritaire 15,0% 10,0% 5,0% Après 0,0% 35,0% 30,0% 25,0% Déficit moyen mensuel 20,0% 15,0% 10,0% 5,0% 0,0% septembre Octobre Novembre Décembre Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août moyenne

Résultats Abdelmoumen avant et et après optimisation Avant Déficit mensuel (en % 100% 90% 80% 70% Distribution des déficits mensuels Distribution des déficits mensuels Allocation secondaire Allocation prioritaire ISSEN AEPI AGADIR 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0% 35,0% 40,0% 45,0% 50,0% 55,0% 60,0% 65,0% 70,0% 75,0% 80,0% 85,0% 90,0% 95,0% % cumulé des observations Après Déficit mensuel (en % 100% Distribution des déficits mensuels 90% ISSEN 80% 70% AEPI AGADIR 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0% 35,0% 40,0% 45,0% 50,0% 55,0% 60,0% % cumulé des observations 65,0% 70,0% 75,0% 80,0% 85,0% 90,0% 95,0%

Avant Résultats Déficit / 12 mois (en % 100% 90% Abdelmoumen avant et et après optimisation Distribution des déficits glissant sur 12 mois Distribution des déficits glissants sur 12 mois Allocation secondaire Allocation prioritaire ISSEN 80% 70% AEPI AGADIR 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Après Déficit / 12 mois (en % 100% 90% Distribution des déficits glissants sur 12 mois ISSEN 80% 70% AEPI AGADIR 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% 70,0% 0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 80,0% 90,0% 60,0% % cumulé des observations 70,0% 80,0% 90,0% % cumulé des observations

Résultats 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Consignes de gestion Cas d Aoulouz Minimums de demande à fournir si saison extrême Guerdane pmh septembre octobre novembre décembre janvier février mars avril mai juin juillet août 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Minimums à laisser dans le barrage septembre octobre novembre décembre janvier février mars avril mai juin juillet août Minimum théorique à laisser dans le barrage Minimum absolu à laisser dans le barrage

Démarche Décomposition du problème en sous systèmes ressources en eau SOUS SYSTEME SOUS SYSTEME SOUS SYSTEME SOUS SYSTEME Complexe Aoulouz / Mokhtar Soussi + Nappe Souss Barrage Abdelmoumen + Nappe Souss + Barrage My Abdallah Barrage Imi El Kheng + Barrages en projet + Apports des affluents atlasiques et anti-atlasiques Barrage Youssef Ben Tachfine + Nappe des Chtouka Schémas optimaux Schémas optimaux Schémas optimaux Schémas optimaux NAPPE DU SOUSS NAPPE DES CHTOUKA

A n t i A t l a s 30 km 0 15 H a u t A t l a s AGADIR AGADIR AGADIR AGADIR AGADIR AGADIR AGADIR AGADIR AGADIR TAROUDANT TAROUDANT TAROUDANT TAROUDANT TAROUDANT TAROUDANT TAROUDANT TAROUDANT TAROUDANT OULED BARHIL OULED BARHIL OULED BARHIL OULED BARHIL OULED BARHIL OULED BARHIL OULED BARHIL OULED BARHIL OULED BARHIL OULED TEIMA OULED TEIMA OULED TEIMA OULED TEIMA OULED TEIMA OULED TEIMA OULED TEIMA OULED TEIMA OULED TEIMA BIOUGRA BIOUGRA BIOUGRA BIOUGRA BIOUGRA BIOUGRA BIOUGRA BIOUGRA BIOUGRA SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE SEBT GUERDANE AIT BAHA AIT BAHA AIT BAHA AIT BAHA AIT BAHA AIT BAHA AIT BAHA AIT BAHA AIT BAHA MASSA MASSA MASSA MASSA MASSA MASSA MASSA MASSA MASSA INZEGANE INZEGANE INZEGANE INZEGANE INZEGANE INZEGANE INZEGANE INZEGANE INZEGANE L'QLIA L'QLIA L'QLIA L'QLIA L'QLIA L'QLIA L'QLIA L'QLIA L'QLIA TAMSIA TAMSIA TAMSIA TAMS IA TAMS IA TAMS IA TAMS IA TAMS IA TAMS IA AOULOUZ AOULOUZ AOULOUZ AOULOUZ AOULOUZ AOULOUZ AOULOUZ AOULOUZ AOULOUZ Résultats Couplage optimisation / modèle de nappe Périmètres traditionnels: Périmètres modernes publics: Points de pompage privés Villes et petits centres Non réhabilités Réhabilités Massa Souss Amont Issen -50m -30m -20m -10m 0m 10m Variation piézométrique par rapport à 2003:

En conclusion -La modélisation et l optimisation proposées sont des outils d aide à la décision qui permettent au gestionnaire de : Mesurer les risques réels encourus dans la gestion quotidienne de la ressource et la satisfaction des allocations; Améliorer les lois de gestion qui sont dans beaucoup de cas largement empiriques -Bien entendu, la modélisation possède des limites: Les hypothèses sur les paramètres nécessitent un travail approfondi, notamment des mesures sur le terrain Les lois de gestion restent des lois simplifiées d une réalité complexe -Cependant, les modèles d optimisation ont l avantage de mettre en évidence des gisements réels en termes d efficacité des allocations.

Merci de votre attention m.aboufirass@resing.ma Info.resing@resing.ma