Apport de la variabilité spatiale des caractéristiques physiques du bassin versant dans la modélisation hydrologique et les sous-produits du bilan hydrologique : cas du bassin versant de l’aval Mekerra, Algérie Contribution of the spatial variability of basin physical characteristics in hydrological rainfall-runoff modeling and by-products of hydrological balance: Case of Lower Mekerra watershed, Algeria

Résumé

Les avancées technologiques en matière d’acquisition de données spatialisées offrent la possibilité de prendre en compte la répartition spatiale des caractéristiques physiques du bassin versant dans la modélisation hydrologique. Cet article présente une étude comparative des performances entre un modèle hydrologique semi-distribué à base physique SWAT (Soil and Water Assessment Tool) et un modèle global à réservoirs GR4J (Génie rural à quatre paramètres journaliers) appliqués au bassin versant de l’aval Mekerra. Pour ces deux modèles, les données de pluie et de la température sont similaires, la seule différence est la façon de considérer les différents processus du cycle hydrologique en interaction avec les caractéristiques physiques du bassin. L’approche semi-distribuée semble donner des résultats légèrement meilleurs que l’approche globale sur le cas d’étude. Ceci est dû vraisemblablement à la spatialisation des caractéristiques physiques du bassin versant ainsi qu’à une meilleure représentation de la fonction de transfert du processus hydrologique du modèle SWAT. Cette étude met en évidence l’intérêt de la télédétection et du système d’information géographique (SIG) dans la facilité de l’introduction des caractéristiques physiques du bassin pour une utilisation optimale de la capacité du modèle. De plus, les résultats trouvés montrent l’intérêt d’utilisation du modèle SWAT sans pour autant prétendre à sa supériorité, car il peut offrir des résultats probants dans certains cas comme notre bassin et être moins performant dans d’autres.

Mots-clés:

• modèle hydrologique,
• répartition spatiale,
• SWAT,
• GR4J,
• aval Mekerra,
• SIG,
• télédétection

Abstract

Technological advances in the acquisition of spatial data offer the possibility of taking into account the spatial distribution of the watershed physical characteristics in hydrological modelling. In order to do this, we have chosen to compare the performances of a semi-distributed hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool) and a global reservoir model GR4J (Rural engineering model with four daily parameters) in the Lower Mekerra watershed. For these two models, rain and temperature data are the same, the difference is how they consider the various processes of the hydrological cycle in interaction with the physical characteristics of the basin. The semi-distributed approach seems to give slightly better results than the global approach for the case study. This is probably due to the spatialization of the physical characteristics of the watershed as well as to a better representation of the hydrological transfer function in the SWAT model. This study highlights the interest of remote sensing and geographic information system (GIS) in the ease of introducing the physical characteristics of the basin for optimal use of model capacity. Moreover, the results found show the interest of using the SWAT model without claiming its superiority because it can offer convincing results for some cases like our basin and be less efficient for others.

Key words:

• hydrological model,
• spatial distribution,
• SWAT,
• GR4J,
• Lower Mekerra,
• GIS,
• remote sensing