Evaluation Des Performances Du Modele Agro-Hydrologique SWAT à Reproduire Le Fonctionnement Hydrologique Du Bassin Versant Nakhla (Rif occidental, Maroc)

Abstract

Une compréhension de toutes les composantes du bilan hydrique est indispensable pour raisonner les mesures de gestion rationnelle et durable de la ressource en eau. Malheureusement, plusieurs composantes du bilan hydrique ne sont pas facilement mesurables et le recours à la modélisation est souvent nécessaire. Pour ce faire, le modèle SWAT 2012 (Soil and Water Assessment Tool) a été mis en oeuvre à un pas de temps mensuel et journalier pour évaluer sa capacité à représenter le fonctionnement du bassin versant Nakhla, situé à 20 kilomètres au sud de la ville de Tétouan. Le traitement préalable des données existantes sur le bassin (MNT, pédologie, images satellitaires, données climatiques) a permis de reproduire les caractéristiques naturelles du terrain à une résolution spatiale adaptée aux objectifs de l’étude. La méthodologie adoptée repose sur l’usage du système d’information géographique libre (QGIS) combiné avec le modèle agro-hydrologique SWAT pour effectuer des opérations d’analyse et de modélisation du fonctionnement hydrologique à l’échelle du bassin versant et l’outil SWAT-Cup pour optimiser les opérations d’analyse de sensibilité et d’incertitude. Le processus de calibration est réalisé aux échelles temporelles mensuelle et journalière au niveau de la station Timezouk et au cours de trois périodes : de 1980 à 1983 pour l’initiation, de 1984 à 1987 pour la calibration et de 1988 à 1990 pour la validation. Les résultats obtenus après calage et validation à l’échelle mensuelle montrent une simulation satisfaisante des débits puisque la comparaison des débits mensuels observés et simulés pour la période de calibration a abouti à un NSE de 0,83 et un R2 de 0,88 au niveau de la station Timezouk. Les résultats à l’échelle journalière ne sont pas satisfaisant (NSE< 0.5), ce qui montre que la représentation de la dynamique haute-fréquence des flux d’eau doit encore être améliorée.

A comprehension of all the components of water balance is essential for rational and durable management of the water resource. However, the direct assessment of several components of the water balance is very difficult and the use of modeling is often necessary. SWAT 2012 (Soil and Water Assessment Tool) model was thus implemented on a monthly and daily time steps to assess his ability to reproduce the hydrological functioning for the Nakhla watershed, which is located at 20 kilometers in the south of the city of Tetouan. Treatment of environmental data (MNT, pedology, satellite imagery and climatic data) allowed to describing the natural characteristic of the field at a resolution adapted to the objectives of the study. Adopted methodology consisted in the combined use of the SWAT agro hydrological model implemented in the QGIS geographical information system open source for operations of analysis and modeling of hydrological processes at the level of the watershed area and of SWAT-CUP tool to optimize the operations of sensitivity and uncertainty analysis. The calibration process was performed on two temporal scales; monthly and daily; and on the stations Timezouk; and over three periods: warm-up period from 1980 to 1983, calibration period from 1984 to 1987, and the validation period from 1988 to 1990. The results acquired after calibration and validation at monthly time step were satisfactory and presented good level of realism in the simulation of the discharge. The comparison of the monthly observed and simulated discharges for the period of calibration gave a NSE of 0.83 and R2 of 0.88 at the Timezouk station. Nevertheless, daily results are not satisfactory (NSE< 0.5), thus further improvements are required to better simulate the processes at a finer time step.