Impacts climatiques sur les ressources en eau en … · de ces précipitations peut s'évaporer en...
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Impacts climatiques sur les ressources en eau enAfrique de l'Ouest
Alain DEZETTER
10e École d’étéde l’IEPF et du SIFÉEDu 6 au 10 juin 2006 à Bamako, Mali
Activités humaines et impacts sur le milieu de vie et la santé
Le cycle hydrologique n'a ni commencement, ni finLe moteur du cycle hydrologique : LE SOLEIL
Réchauffement des eaux océaniques qui s'évaporent et retombent sur le sol ou la mer sous forme de précipitations (pluie, neige, grêle, etc.). Une partie de ces précipitations peut s'évaporer en tombant, puis être captée par la végétation, le sol ou les cours d'eau Arrivée de l’eau au sol où elle s'infiltre et devient eaux souterraines. L'excédent qui tombe au sol ruisselle et se retrouve dans les cours d'eau et les lacs et finalement dans la merVégétation capte l'eau par les précipitations (feuilles) ou par le sol. Elle en restitue une partie à l'atmosphère par l'évaporation ou la transpiration
Cycle Hydrologique
Ressources non renouvelables à l'échelle humaine
Cycle hydrologique
1 anHumidité sols
8 joursAtmosphère
16 joursRivières
1 à 17 ansLacs
1400 ansAquifères
1600-9700 ansGlaciers
2500 ansOcéans
Les temps de résidence
Les réservoirs
Source : CNRS
De quelle eau dispose-t-on sur la terre?
Evaluation des ressources en eau
100%1 358 266 000 Volume total
0.0001%1 250Cours d’eau et nappes superficielles
0.001%12 900Atmosphère
0.005%66 650Humidité du sol
0.008%104 100Mers intérieures
0.009%125 000Lacs et réservoirs
0.61%8331000Eaux profondes peu accessibles
2.14%29 158 600Banquises, Glaciers
97.24%1 320 466 500Océans
PourcentageVolume d’eauen km3Les réserves
Principale sourceutilisée!
71% de la surface terrestre
Sources USGS
Combien d’eau douce ?• La terre possède 1 360 000 000 km3
d’eau, soit une tranche d'eau d'une épaisseur de 2650 m sur les continents
• 97.5% eau salée, 2.5% eau douce
• Volume d’eau douce : 32 000 000 km3
soit une tranche d'eau d'une épaisseur de63 m sur les continents
Répartition de l’eau douce
Source : UNESCO
Total de l’eau sur terre
97.5%Eau salée
2.5% eau douce
68.9%
Glace / neige
0.3% Lacs et rivières
29.9%Eaux doucessouterraines
0.9% : Autres :Humidité solPermafrostMarais etmarécages
Irrégularité spatialePrécipitation, évaporation, écoulement
31% des terres émergées sont des grands déserts
Pluviométrie moyenne [1971-2000] Ouagadougou (mm)
0
50
100
150
200
250
Janv Févr Mars Avril Mai Juin Juill Août Sept Oct Nov Déc
,
Pluviométrie (mm) à Ouagadougou en 2004
0
50
100
150
200
250
Janv Févr Mars Avril Mai Juin Juill Août Sept Oct Nov Déc
,
Irrégularité temporelle(entre saisons et entre années)
Eau utilisable par l’homme
Eaux souterraines
Eaux douces – lacs
Cours d’eauToute l’eau sur la terre
0.3% est utilisable par l’homme
99.7% n’est pas utilisable par l’homme
Sources USGS
Quelle quantité d’eau disponible sur la terre est utilisable par l’homme?
Des aménagements nombreux
Il y a plus de 40 000 grands barrages dans le monde tous construits avec un objectif opérationnel mais :
Déplacement de population (60 millions de personnes)
Inondations de surfaces considérables (400 000 km²)
Dégradation des sols cultivés et salinisation
Photo : Paturel - IRD / Barrage de Ziga (Oct. 2002)
Mais aussi : augmentation des maladies tropicales liées à l’eau (malaria, bilharzioses), dégradation de la biodiversité des rivières, augmentation de la dette des nations les plus pauvres, conflits frontaliers ou régionaux.
Débat autour des grands barrages
Quels usagesfait-on de l’eau?
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Vol
ume
(km
3)
réserv.munic.indust.agric.
Une demande en eau croissante
Source : Nations Unies, 1997
Prélèvements d’eau
1447391170Pays riches131869453
Pays intermédiaires
4591386Pays pauvres
Usage domest. %
Industrie%
Agriculture%
Annuelm3/pers
Source : Banque Mondiale 1992
Les aspects quantitatifs des ressources en eau
Données météorologiques(réseaux nationaux de mesures)
Source : Paturel - IRD
Nombre de stations : précipitations (194 000), évaporation (14 000)
Dégradation sensible du nombre et de la qualité des données collectées
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
40 50 60 70 80
Millésime de la décennie
BURKINA FASO : Lacunes en saison des pluies(en % du temps de saison des pluies)
Climato.
Agromet.
Pluvio.
Synopt.
Source : Banque Mondiale
Données hydrologiques(réseaux nationaux de mesures)
Nombre de stations : débit (64 000), eaux souterraines (146 000), qualité des eaux (44 000)
Source : Gautier, Paturel - IRD
Plate forme d’acquisition automatiqueAvec télétransmission satellite
Matériel de jaugeage (mesure de vitessedu courant), hélice et compteur de tours
Mesurestopographiques
Source : Mahé - IRD
Des stations de mesures mal réparties
Les 2500 stations hydrologiques avec les plus longues séries
Source : I. Shiklomanov, UNESCO
La terre se réchauffe
Anomalies de température (terre + océans)
Source : OMM
La répartition des pluies évolue
Source : IPCC
Source J.E. Paturel et al. (IRD)
Evolution de la pluviométrieannuelle entre 1930 et 1990
Déficits moyens pluviométriques
Pays Déficit (%) Période de rupture
Bénin 19 1968-1970 Burkina Faso 22 1968-1971 Cameroun 16 1969-1971 Centrafrique 17 1968-1969 Côte d’Ivoire 21 1966-1971 Ghana 19 1968-1969 Guinée 20 1969-1970 Guinée Bissau 22 1967-1969 Liberia 25 (*) Mali 23 1967-1970 Nigeria 19 1967-1970 Sénégal-Gambie 25 1967-1969 Sierra Leone 13 (*) Tchad 20 1970-1971 Togo 16 1968-1970
Source E. Servat et al. (IRD)
Incidence sur les écoulements
Nom Poste Bassin
principal
Bassin Rivière Rupture Déficit (%)
Mbasso Comoe Comoe Comoe 1971 -50
Aniassue Pont Comoe Comoe Comoe 1971 -56 Ndjamena Lac Tchad Chari Chari 1971 -51
Lai Lac Tchad Logone Logone 1970 -39
Malanville Niger Niger Niger 1970 -43 Niamey Niger Niger Niger 1970 -34 Douna Niger Niger Bani 1971 -70
Kankan Niger Niger Milo 1979 -36
Eseka Nyong Nyong Nyong 1971 -18 M’Balmayo Nyong Nyong Nyong Rien Rien
Sagon Oueme Oueme Oueme 1967 -42 Logozohe-Pont Oueme Oueme Klou Rien Rien
Semien Sassandra Sassandra Sassandra 1970 -36 Bakel Sénégal Sénégal Sénégal 1967 -50 Oualia Sénégal Sénégal Bakoye 1971 -66 Dapola Volta Volta Volta Noire 1971 -41
Boromo Volta Volta Volta Noire 1971 -46 Bangui Zaïre Oubangui Oubangui 1970 -30 Salo Zaïre Sangha Sangha 1975 -22
Doume Zaïre Sangha Doume Rien Rien
Source E. Servat et al. (IRD)
Précipitations :La moyenne des pluies 1970-1989 inférieure de 190 mm à celle de 1950-1969Ressources en eau : le Niger cesse de couler à Niamey en 1985 pour la première foisLa surface du Lac Tchad est divisée par deuxAgriculture :Le bétail est divisé par 2 au cours des années 80Disparition de certaines cultures d’exportationEnergie :Les barrages à sec sur la Volta en 1998 créent une pénurie d’électricité dans les grandes cités côtièresEconomie :La croissance économique du Ghana est stoppée en 1998
Conséquences des changementsclimatiques en Afrique de l'Ouest
Niger à Koulikoro
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1905
1914
1923
1932
1941
1950
1959
1968
1977
1986
1995
Années
Ecar
ts
Variation des indices pluviométrique (barres) et de l’écoulement (lignes) du Niger à Koulikoro sur la période
1907-1995.
Un paradoxe en milieu sahélien
Bani at Douna 101 600 km²
0100020003000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Months
Dis
char
ge 22-7273-98
1044
Nakambe at Wayen 20 800 km²
0102030405060
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Months
Dis
char
ge 55-72
73-98
605Douna
Wayen
Variabilité Hydro-climatique
Isohyète 750 mm
CE – 62 %P – 16%
CE + 108%P – 19%
Conséquence de l'augmentation des écoulements :
fragilisation des ouvrages de franchissement...
tout comme des ouvrages de retenue d'eau…
Dans les milieux sahéliens, les pluies diminuent,
les écoulements augmentent.
Il faut revoir les « normes hydrologiques »,
et les méthodes associées qui ont permis le
dimensionnement des ouvrages!
Causes principales : le changement climatique et les activités humaines
entraînent une dégradation des premiers centimètres du sol qui contrôlent le ruissellement et l'infiltration en milieu
sahélien.
Quelles causes ?
Apparition de plaque de sol nudébut de dégradation
CroCroûûtestes
Approche hydrologique globale
coefficient de tarissement :
• plus ou moins constant jusque vers 1970
•augmentation ultérieure, jusque vers 0.04 jour-1
1950 1960 1970 1980 1990 10
20
30
40
50 10E-3.j-1
Niger à Koulikoro
Bani à Douna
Niger à Koulikoro (120.000 km2) : entre 1951/60 et 1981/89, les pluies ont baisséde 20 % et les écoulements de 55%
les observations :
Exemple du bassin des Iullemeden
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
80
0
20
40
60
2.50
ANNEE 1996
Pluie journalière (mm)
Niveau de la mare (m)
26-oct 15-déc20-nov01-oct06-sep12-aoû18-jul23-jun29-mai
188.4
188.2
188.0
187.8Niveau de la nappe (m)
recharge de la nappe phréatique
par les mares temporaires
Niger
Mali
Nigeria
Exemple du bassin des Iullemeden
Ecart à la moyenne des pluiesà Niamey (mm)
Hausse moyenne de la nappe(m)
Végétation naturelle
Plateaux latéritiques
Jachère
Cultures
Exemple du bassin des Iullemeden
activités humaines >>>> fluctuations climatiques
multiplication par 10 de la recharge de la nappe
augmentation des réserves souterraines de 10 % en quelques décennies
1950-1960 2000
Recharge: 1-5 mm.an-1 Recharge > 25 mm.an-1
+3.8 m
Bras fossile du fleuve Niger
Remis en eau (barrage de Markala)
Important programme d'irrigation
Hausse de la nappe <> 40 m en 50 ans
Salinisation des sols
Prise en compte de la paléohydrologie pour expliquerles zones de forte/faible Kles zones de forte/faible salinité (sols+nappe)
Exemple du Fala de Molodo
20 km
Impacts sanitaires
L'augmentation des plans d'eau de surface, artificiels (barrages) ou naturels (mares temporaires), multiplie les sites de reproduction pour les parasites.
Au Niger, paralléle observé entre
extension des cultures et
développement du Plasmodium.
Aujourd'hui, la sécheresse météorologique se poursuit au Sahel
-1,6
-1,2
-0,8
-0,4
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
1895
1900
1905
1910
1915
1920
1925
1930
1935
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
Indi
ce d
e pl
uie
Indices de pluie au Sahel de 1896 à 2002 (Mahe et L’Hôte, 2003)
31 - 60 = Humide
68 - 00 = Sèche
Rupture climatique autour des années 70 Déficit de -15 à -40% pour la période sèche
Quelle quantité d'eaupour demain ?
Le réchauffement devrait se poursuivre…
Source : IPCC
le niveau de la mer continuer àaugmenter …
Source : IPCC
(d(d’’apraprèès s ArnellArnell, 1999), 1999)
mais les conséquences sur les écoulements sont plus complexes et les modèles renvoient des images
contrastées de leur évolution future …
Variation de l'écoulement annuel entre la période actuelle et 2080
Scenarii ClimatiquesÉvolution des précipitations sur l’Afrique de l’Ouest et Centrale
2020
2080
2050
-100 à --80-80 à -60-60 à -40-40 à -20-20 à -5-5 à 55 à20 à 4040 à 6060 à 8080 à 100100 à 1500
Taux de variation (%)
20
Scenarii Climatiques
situation 1 situation 2 situation 3 situation 4
Évolution des débits moyens annuels
Lorsque l'homme aura coupé le dernier arbre,pollué la dernière goutte d'eau,
tué le dernier animalet pêché le dernier poisson,
alors il se rendra compte que l'argent n'est pas comestible.
(proverbe indien)
Merci de votre attention