Session 3 : Une application du modèle GRASS/ANSWERS
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Les valeurs des paramètres Fc, Fmax, TP et FP ont été déterminées à partir des nombreuses
expérimentations sous pluies simulées qui ont été réalisées dans la région d’étude (Perez 1994).
Les paramètres DF et P ne peuvent être estimés a priori, compte tenu du caractère empirique de
l’équation de Holtan. Nous avons choisi de tester la sensibilité du modèle hydrologique vis-à-vis
de ces deux paramètres, puis de caler leurs valeurs par rapport aux données expérimentales.
Compte tenu du caractère événementiel du modèle hydrologique, il est nécessaire de fournir
une condition initiale pour la teneur en eau du sol. Cette teneur initiale est représentée par le
paramètre ASM dont la valeur dépend des conditions pluviométriques antérieures. Il a été
assimilé à l’indice des pluies antérieures (IK) largement utilisé en zone sahélienne (Chevalier,
1983) :
IK n = (IK n-1 + Lp n-1 ) x e
-0,5 ∆t
et :
ASM = IK / Ikmax
(2)
avec : Lp n-1 hauteur de pluie de rang (n-1) (mm)
∆t
durée entre les pluie de rang (n-1) et (n) (jours)
Ikmax valeur observée maximale du paramètre IK ; Ikmax = 60.
Les paramètres liés à l’occupation du sol
L’interception de la pluie (INT) par la végétation dépend du potentiel d’interception (PIT) et du
taux de couverture au début de l’événement pluvieux (PER) :
INT = PIT x PER
(3)
avec : INT interception de la pluie (mm)
PIT
potentiel d’interception (mm/m²)
PER taux de couverture (m²/m²)
La pluie qui arrive au sol peut être stockée en surface en fonction du type de micro-relief
rencontré. Ce volume de détention (DEP) est calculé selon l’équation de Huggins et Monke
(1966) :
DEP = HU * RC * (H / HU)
1/RC
(4)
avec : H
hauteur d’eau (mm)
HU
hauteur maximale du micro-relief (mm)
RC
paramètre de forme
Enfin, la vitesse du ruissellement en nappe est calculée à partir de l’équation de Manning.
Elle nécessite la connaissance de la valeur du paramètre de rugosité (N 1 ) pour chaque type
d’occupation du sol.
Les valeurs de PIT et HU ont été déterminées à partir de données expérimentales (Perez,
1994) et bibliographiques (Morin et al. 1984; Lamachère 1991). La valeur de PER évolue
rapidement durant la saison des pluies, en particulier dans le cas des parcelles de culture.
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Les valeurs des paramètres Fc, Fmax, TP et FP ont été déterminées à partir des nombreuses
expérimentations sous pluies simulées qui ont été réalisées dans la région d’étude (Perez 1994).
Les paramètres DF et P ne peuvent être estimés a priori, compte tenu du caractère empirique de
l’équation de Holtan. Nous avons choisi de tester la sensibilité du modèle hydrologique vis-à-vis
de ces deux paramètres, puis de caler leurs valeurs par rapport aux données expérimentales.
Compte tenu du caractère événementiel du modèle hydrologique, il est nécessaire de fournir
une condition initiale pour la teneur en eau du sol. Cette teneur initiale est représentée par le
paramètre ASM dont la valeur dépend des conditions pluviométriques antérieures. Il a été
assimilé à l’indice des pluies antérieures (IK) largement utilisé en zone sahélienne (Chevalier,
1983) :
IK n = (IK n-1 + Lp n-1 ) x e
-0,5 ∆t
et :
ASM = IK / Ikmax
(2)
avec : Lp n-1 hauteur de pluie de rang (n-1) (mm)
∆t
durée entre les pluie de rang (n-1) et (n) (jours)
Ikmax valeur observée maximale du paramètre IK ; Ikmax = 60.
Les paramètres liés à l’occupation du sol
L’interception de la pluie (INT) par la végétation dépend du potentiel d’interception (PIT) et du
taux de couverture au début de l’événement pluvieux (PER) :
INT = PIT x PER
(3)
avec : INT interception de la pluie (mm)
PIT
potentiel d’interception (mm/m²)
PER taux de couverture (m²/m²)
La pluie qui arrive au sol peut être stockée en surface en fonction du type de micro-relief
rencontré. Ce volume de détention (DEP) est calculé selon l’équation de Huggins et Monke
(1966) :
DEP = HU * RC * (H / HU)
1/RC
(4)
avec : H
hauteur d’eau (mm)
HU
hauteur maximale du micro-relief (mm)
RC
paramètre de forme
Enfin, la vitesse du ruissellement en nappe est calculée à partir de l’équation de Manning.
Elle nécessite la connaissance de la valeur du paramètre de rugosité (N 1 ) pour chaque type
d’occupation du sol.
Les valeurs de PIT et HU ont été déterminées à partir de données expérimentales (Perez,
1994) et bibliographiques (Morin et al. 1984; Lamachère 1991). La valeur de PER évolue
rapidement durant la saison des pluies, en particulier dans le cas des parcelles de culture.