Disponibilité des ressources hydriques et consommation d’eau dans le bassin versant de la Haute Vallée de l’Ouémé

Modélisation

Calcul de la disponibilité en eau naturelle

La disponibilité en eau naturelle est calculée avec les modèles numériques de simulation UHP-HRU et FE-FLOW. UHP-HRU est un modèle hydrologique conceptuel prenant en compte tous les procédés hydrologiques (évapotranspiration, infiltration, écoulement de surface, écoulement de subsurface, recharge de la nappe phréatique). Dans le cadre de ce nœud complexe de recherche, il est utilisé pour le calcul de la disponibilité en eau de surface. La discrétisation spatiale du modèle est basée sur des HRUs (« hydrologic response units ») pour lesquels la disponibilité en eau de surface est calculée de façon exacte en superficie (Giertz et al., 2006). Le modèle FE-FLOW est un modèle dynamique d’écoulement de l’eau souterraine se reposant sur le « concept des éléments finis ». Pendant le processus de discrétisation, des nœuds sont distribués dans le domaine du modèle, ceux-ci étant pourvus des informations hydrauliques et géométriques disponibles. Les niveaux de la nappe phréatique et la disponibilité en eau souterraine sont déterminés par la solution de l’équation d’écoulement souterrain en prenant en compte les écoulements et les débits entrants. Dans le modèle, les différents aquifères (aquifère de saprolite, aquifère fissuré) peuvent être reproduits en trois dimensions. Le couplage des deux modèles est effectué par la recharge de la nappe phréatique, celle-ci étant calculée par le modèle UHP-HRU et transmis à FE-FLOW par couplage de données. Lors de l’extension du nœud complexe de recherche à tout le bassin versant de l’Ouémé, le logiciel de modèle MODFLOW sera utilisé, celui-ci étant un gratuiciel et son utilisation plus facile et plus claire.

Les paramètres du modèle et les résultats des simulations de FE-FLOW peuvent être transférés dans le modèle MODFLOW.

La quantité d’eau effectivement disponible découle de l’ajout des résultats de l’analyse de la consommation d’eau, celle-ci s’intégrant dans les modèles.

Détermination de la consommation d’eau

La consommation d’eau dans la Haute Vallée de l’Ouémé (HVO) se restreint actuellement à la consommation agricole et domestique, car aucune industrie n’est implantée dans la région. La consommation d’eau domestique a été étudiée en 2001 lors d’une analyse de la consommation d’eau dans différents villages et dans la ville de Djougou (Schopp, 2004, Hadjer et al. 2005). De plus, des études de la consommation d’eau dans différentes villes du bassin versant de l’Ouémé ont été effectuées, celles-ci servant de base pour l’évaluation de la consommation d’eau domestique. Pour le calcul des scénarios, les résultats des projections de la population (NCR Be-G.1) et les tendances déterminées du développement des infrastructures hydriques sont utilisés. La répartition de la consommation totale en eau dans les sources de prélèvement (eau de surface et souterraine) est possible grâce à l’étude régionale dans la HVO (Hadjer et al. 2004), aux investigations du NCR Be-H.2 et aux données du recensement (INSAE, 2003). L’eau prélevée peut être, suivant les sources de prélèvement, intégrée de façon différenciée spatialement et temporellement dans la modélisation de la disponibilité en eau.

La consommation d’eau agricole est composée de la consommation en eau pour le bétail et pour les cultures. Cette dernière est déterminée par le calcul de l’évapotranspiration actuelle des surfaces agricoles dans le modèle UHP-HRU. L’agriculture d’irrigation ne joue qu’un rôle mineur dans la HVO (cf. étude régionale de Hadjer et al. (2004)). L’irrigation de surfaces de cultures maraîchères ne s’effectue qu’à proximité des grandes villes (Cotonou, Parakou). Ceci fut plus amplement étudié dans le NCR Be-H.2. La consommation en eau du bétail est calculée dans le cadre de la modélisation Ben­IMPACT (NCR Be-E.5). Outre les changements du nombre de bestiaux, les changements de température (scénarios climatiques) sont inclus. Cette consommation est calculée au niveau du département et la distribution des HRUs ou des éléments discrétisés est ajustée spatialement.