Modèle intégré du fonctionnement hydrologique du bassin versant du Sassandra

Abstract

Cette étude présente la mise au point d'un modèle intégré du fonctionnement hydrologique du bassin versant total du Sassandra en Côte d'Ivoire (environ 75 000 km²). Ce modèle permet d'analyser les effets des aménagements existants et planifiés sur les débits. Il repose sur le couplage d'un modèle d'allocation des ressources en eau avec un modèle pluie-débit. Le modèle repose sur une discrétisation en huit sous-bassins versants, pour lesquels les débits mensuels ont été reconstitués grâce à des méthodes hydrologiques simples à mettre en œuvre et robustes, donc bien adaptées au contexte opérationnel. Les principales incertitudes des résultats de modélisation proviennent de la faible disponibilité des données, de la simplicité des outils et méthodes utilisés, et de la non-stationnarité liée à la rupture climatique observée sur la zone d'étude et ses effets sur la robustesse du paramétrage et les performances du modèle pluie-débit. L'acceptation de ces limitations est justifiée par les bénéfices tirés de l'utilisation du modèle à des fins de planification. Les impacts des aménagements à l'amont de Buyo se traduisent par une augmentation bien plus marquée de la puissance garantie que de l'énergie moyenne sur les ouvrages aval. Ce résultat est dû à l'augmentation de la capacité totale de stockage, donc une capacité accrue à passer les épisodes de sécheresse, tandis qu'en année moyenne, le niveau de régulation des apports à Buyo est déjà très élevé et ne peut être amélioré que marginalement.

The economy of the Ivory Coast strongly depends on the development of its large hydropower potential. In this paper, we present the impact modelling of water resources development on the Sassandra River discharge (75 000 km²), one of the major river basin located in the western part of the country. The integrated model of the Sassandra River basin consists of a water allocation model and a semi-lumped conceptual rainfall-runoff model. The model is composed by eight sub-basins. Each sub-basin is an intermediate catchment between two dam sites (existing, in construction or at the planning stage). The GR2M rainfall-runoff model is calibrated on five sub-basins where observed time-series of monthly discharge are available. Inputs are 0.5 × 0.5 gridded rainfall and potential evapotranspiration data. Then, the simulated long-term monthly discharge time-series are transferred to the eight sub-basins composing the integrated model by using a modified catchment area ratio method. The use of parsimonious, robust and easy-to-implement methods is well adapted to the operational context. The uncertainties of the discharge simulation results come from the poor availability of the hydrological data, the moderate level of complexity of the retained tools and methods and the non-stationarity of the climate observed in West Africa since the 1970s. The non-stationarity has negative impacts on the robustness of the rainfall-runoff calibration process and thus on the discharge simulation results. Despite those uncertainties, the integrated model was found to be robust and can thus be used for river basin planning purposes. The impacts of the most upstream development options are a pronounced increase of the firm power at the existing Buyo large scale hydropower plant. The increase of the mean annual energy at Buyo is more limited. While the increase in total storage capacity has significant impacts on the capacity to cope with drought events, it has low impacts on the seasonal regulation capacity for years characterized by average hydrological conditions.

Mots clés:

• Sassandra
• modélisation hydrologique
• GR2M
• Mike hydro basin
• planification

Keywords:

• Sassandra river
• rainfall-runoff modelling
• GR2M
• Mike hydro
• river basin planning