Utilisation du Modèle GR4J pour la Simulation des Débits d’Etiage du Fleuve Mono (Bénin, Togo) à l’Exutoire d’Athiémé

Abstract

Résumé

La gestion des ressources en eau recouvre des questions telles que l’hydrologie, les besoins des populations, la planification et la réalisation des infrastructures, la préservation de la ressource et sa gouvernance. Des méthodes d’investigations pour une meilleure connaissance des ressources en eau existent pour une meilleure description et une gestion des problèmes à l’échelle bassin versant par l’exploitation des données hyrodroclimatiques et la mise en œuvre de mécanismes de gestion durable des ressources du bassin (Zannou, 2011 ; Fofana, 2015).

L’objectif de la présente étude est de simuler les débits d’étiage du fleuve Mono à l’exutoire d’Athiémé en prévision de l’utilisation durable des ressources en eau à des fins agricoles. Les données hydroclimatiques journalières (Pluie, Evapotranspiration, Débits), sur la période de 1970 à 2019, ont été recueillies et exploitées avec l’utilisation de la version Perrin et al., (2003) du modèle Génie Rural à 4 Paramètres Journaliers (GR4J) à l’aide du logiciel R.

Les valeurs du critère de Nash-Sutcliffe avant la construction du barrage en 1988, sont de l’ordre de 70% (sous-estimation) en calage et validation et les valeurs de KGE (Gupta et al., 2009) de 0,8317 et 0,8421 (proches de 1). Ces valeurs traduisent une bonne performance et robutesse du modèle GR4J sur le bassin du Mono. Mais ces valeurs sont très dégradées sur la période après barrage du fait du régime hydrologique modifié par les lâchers d’eau lors du turbinage, contrariées par le caractère lacunaire des observations sur cette période.

Ces résultats appellent à une meilleure attention et à des investissements conséquents pour une meilleure connaissance des ressources en eau, base d’une planification de leur utilisation durable.

Mots clés : Athiémé, Bassin du Mono, Débits d’étiage, Hydrologie, GR4J.

     Abstract :

Simulation of low flooded of Mono river watershed (Benin and Togo)  at Athiémé outlet with GR4J model.

Water resources management involved varied implications such hydrology, people needs, infrastructures planning and establishment, basin resources conservation and institutional management. Strategies and policy management for better knowledge of water resources by diagnostic of matter of the basin using hydroclimatic data and the implementation of integrated water resources management (Zannou, 2011; Fofana 2015).

This study aims in order to simulate low flow of Mono watershed at Athiémé outlet to evaluate water availability for agricultural uses. Therefore daily hydroclimatic data (rianfall, recharge and flow were collected (1971-2019) and analyzed with Perrin and al., (2003) GR4J model unsing R software.

Results showed a good performance of the model to simulate low flow before the construction of Nangbeto dam in 1988, according to Nash-Sutcliffe, RMSE and KGE (Gupta et al., 2009) criteria. Criteria values of Nash-Sutcliffe before dam establishment in 1988 are around 70% both in calibration and validation where KGE values (Gupta et al.., 2009) showed 0,8317 et 0,8421 (near 1). A worst performance of the model is noticed for the period after the dam establishment due to the change in the hydrological regime due to water jets for energy production and lack of historical data for this period.

This situation calls for serious attention and investment for all activities related to a better known of water resources, which is reliable tool for their sustainable use.

Key words : Athiémé, Mono watershed, Low flood, Hydrology, GR4J.