Risques et dangers d’extrêmes précipitations: inondations et érosion du sol dans la vallée du Drâa

Problématique

Dans les alentours de hautes montagnes, des évènements fortement pluvieux sont observés particulièrement souvent. Les dégâts qu’ils occasionnent – inondations, glissements de terrain et érosion spontanée à petite échelle temporelle et érosion persistante du sol à longue échelle temporelle - représentent, outre l’aridité, la plus grande menace pour les personnes dans la région du Drâa. Outre les dégâts économiques à court terme par la destruction de biens agricoles, l’érosion persistante par l’écoulement d’eau amène à un gros transport de sédiments dans les fleuves et contribue ainsi à l’ensablement du barrage « El Mansour Eddahbi, dont la gestion des lâchers est un outil important pour la commande de l’approvisionnement en eau. L’efficacité des possibilités d’influence des habitants sur ces influences environnementales négatives par la reforestation de versants particulièrement menacés ou des mesures de construction adaptée est testée.

Participants

Born, Busche, Piecha, A. Klose

Objectifs

Dans le nœud complexe de recherche, l’influence des changements de la variabilité des précipitations – en particulier par rapport aux évènements extrêmes – sur l’érosion du sol et le comportement des débits de pluie et de l’eau provenant de la fonte des neiges est étudiée. Le forçage provient des changements climatiques globaux, les conditions cadres sont représentées par les scénarios d’IMPETUS au Maroc. Les répercussions de mesures ciblées (reforestation, nouveaux bassins de retenue), en particulier concernant le transport de sédiment dans le lac de barrage, sont estimées. Le ralliement de données climatiques, modèle d’érosion du sol et outils pour l’exploitation statistique de données de précipitations et de débits permet à l’utilisateur une évaluation des mesures prévues et de leurs répercussions avec des analyses de simulation (« analyses what-if »).

Modélisation

Les données atmosphériques de forçage sont modélisées statistiquement avec SMGHydraa (voir NCR Ma-H.3), en utilisant les paramètres acquis statistiquement dans la chaîne de modèles atmosphériques. Ces données entrent d’une part dans le système de support à la prise de décision (SSPD) SEDRAA (Soil Erosion in the Drâa Region), celui-ci étant constitué d’un développement du modèle d’érosion du sol PESERA et d’un interface utilisateur adapté aux objectifs. Une autre question à résoudre est celle de la relation entre l’érosion du sol et la détermination quantitative des taux de sédimentation dans le lac de barrage. D’autre part, elles servent à la modélisation avec HYDRAA (NCR Ma-H.1). Pour évaluer les répercussions à court terme de fortes précipitations, un outil pour la détermination ou l’analyse statistique de débits extrêmes est élaboré. Ici, la question la plus importante est de savoir si des régions à risques particulières peuvent être déterminées.

Les scénarios calculés sont constitués d’une part par les scénarios climatiques d’IMPETUS et d’autre part par des scénarios d’intervention concernant la reforestation (SEDRAA) et la construction d’autres barrages (HYDRAA).

Méthode

Météorologie: Les résultats de la chaîne atmosphérique de modèles complète sont utilisés dans ce nœud complexe de recherche. Des climatologies de précipitations de l’échelle globale à régionale, pour la modélisation des débits à l’échelle saisonnière sont requises et pour des épisodes isolés, des données à haute résolution temporelle, interpolées spatialement ou bien agrégée sont même utilisées. Des données climatiques d’observation permettent une validation des résultats de l’interpolation.

Hydrologie: La simulation du débit à l’échelle temporelle courte s’effectue avec le modèle SWAT « Soil Water Assessment Tool » en tenant compte d’informations géomorphologiques. Le SWAT complexe est décrit plus amplement dans le NCR Ma-H.1. Les échelles temporelles comprennent des simulations sur des semaines jusqu’à l’échelle décadaire, dans lesquelles les changements de saisonnalité, aussi dans les fortes précipitations, sont étudiés.

L’érosion du sol à long terme est calculée avec le modèle PESERA. Il s’agit d’un modèle d’érosion considérant uniquement l’influence de l’écoulement de surface à longue échelle temporelle. La combinaison des connaissances de taux d’érosion dans la surface de PESERA et du comportement du débit de HYDRAA permet une estimation de l’entrée de sédiment dans le lac de barrage.

SSPD/SI/OS relativ à cd NCR

Le noyau de ce nœud complexe de recherche est un développement du modèle PESERA « Pan European Soil Erosion Risk Assessment », étant utilisé dans le système de support à la prise de décision (SSPD) SEDRAA « Soil Erosion in the Drâa Region ». L’interface utilisateur prévoit des possibilités d’intervention dans le choix de scénarios climatiques et dans la conception de scénarios d’intervention concernant la reforestation et la construction de réservoirs de barrage supplémentaires. Le taux d’érosion permet une grossière estimation de la sédimentation menaçant le lac de barrage El Mansour Eddahbi.

Comme seconde option de modèle, une application du modèle HYDRAA est prévue. Les résultats sont post-processés en considération de l’apparition d’évènements de débits extrêmes. Des recommandations d’actions séparées peuvent être dérivées des deux applications.