Abstracts
Résumé
La présente étude vise à déterminer la contribution des changements d’utilisation des terres sur les écoulements dans le bassin du Massili à Gonsé (Burkina Faso). Elle s’appuie sur l’étude de la variabilité temporelle des précipitations (1975-2019) et des débits (1975-2019) et l’analyse diachronique de l’occupation des terres (1975-1991-2007-2019). Les outils statistiques utilisés sont les tests de Pettitt, la segmentation de Hubert, le test de Mann-Kendall et le test de corrélation de Pearson. Les résultats montrent que le bassin versant du Massili a connu une longue période sèche de 1975 à 2001 et une phase humide de 2002 à 2019. L’analyse des débits a permis d’identifier des ruptures en 2002 et 2003 (Pettitt) et 2004, 2008 et 2019 (Segmentation de Hubert) avec des hausses comprises entre 64,55% à 95,76% après les ruptures. Des tendances significatives à la hausse ont été observées sur les débits mensuels et annuels. Le test de Pearson révèle une faible corrélation entre la pluie et les débits avec des valeurs comprises entre 0,141-0,225. La tendance des débits est en relation avec la dynamique de l’occupation des terres marquée par un taux de régression de -79,69% des savanes et de -14,84% des formations ripicoles, au bénéfice de l’habitat de 1006,65%, des sols nus de 388,92% et des zones de culture de 79,92%, favorables au ruissellement. Ces résultats apportent des éléments indicatifs sur les causes de variabilité des écoulements et sont utiles pour la gestion intégrée des sols et des ressources en eau du bassin de Gonsé.
Mots-clés :
- variabilité hydro-climatique,
- changements d’utilisation des terres,
- test de tendance,
- tests de rupture,
- bassin versant du Massili
Abstract
This study aims to determine the contribution of land use changes on runoff in the Massili basin in Gonsé. The study methodology is based on the analysis of the temporal variability of rainfall (1975-2019) and discharge (1975-2019) and the diachronic analysis of land use (1975-1991-2007-2019). The statistical tools used are Pettitt’s test, Hubert’s segmentation procedure, Mann-Kendall test and Pearson’s correlation test. The results show that the Massili catchment area experienced a long dry period from 1975-2001 and a wet phase from 2002-2019. The breakpoint detection test highlighted changepoints in 2002 and 2003 (Pettitt), 2004, 2008 and 2019 (Hubert’s segmentation) with increase ranging from 64,55% to 95,76% after the breaks. Significant upward trends were observed for monthly and annual flows. The Pearson test reveals a low correlation between rainfall and discharge with values between 0,141 and 0,225. These findings show that the evolution discharge is affected by the regression rate of the savannahs of -79,69% and riparian formations of -14,84%, to the benefit for urban areas of 1006,65%, the bare soil of 388,92% and agricultural area of 79,92%, favorable to runoff. The results shed light on the causes of streamflow variability and might be useful in framing integrated land and water resources management policies.
Keywords:
- hydro-climatic variability,
- land use change,
- trend test,
- breakdown test,
- Massili catchment area
Appendices
Bibliographie
- AEN, 2013, Diagnostic conjoint du sous bassin du Massili Supérieur : état des lieux et enjeux de gestion en vue de la mise en place d’un comité local de l’eau, Agence de l’Eau du Nakanbé, Ziniaré, Burkina Faso, 56 p.
- Bagré, M. P., Sirima, B. A., Kambiré, G. et Somé, Y. S. C., 2022, Impacts des pressions anthropiques sur les ressources en eau du bassin du Massili à Gonsé, Collection recherches et regards d’Afrique, 1,2, pp. 117-137.
- Barczak, A., 2008, Le graphe hydrologique urbain : structuration de données pour déterminer le cheminement de l’eau dans la ville, Actes des Huitièmes Rencontres de Théo Quant, Besançon, pp. 2‑12.
- Béchet, B., Le Bissonnais, Y., Ruas, A., Aguilera, A., André, M., Andrieu, H., Ay, J.-S., Baumont, C., Barbe, E., Beaudet-Vidal, L., Belton-Chevallier, L., Berthier, E., Billet, Ph., Bonin, O., Cavailhès, J., Chancibault, K., Cohen, M., Coisnon, T., Colas, R., Cornu, S., Cortet, J., Dablanc, L., Darly, S., Delolme, C., Fack, G., Fromin, N., Gadal, S., Gauvreau, B., Géniaux, G., Gilli, F., Guelton, S., Guérois, M., Hedde, M., Houet, T., Humbert-claude, S., Jolivet, L., Keller, C., Le Berre, I., Madec, P., Mallet, C., Marty, P., Mering, C., Musy, M., Oueslati, W., Paty, S., Polèse, M., Pumain, D., Puissant, A., Riou, S., Rodriguez, F., Ruban, V., Salanié, J., Schwartz, C., Sotura, A., Thébert, M., Thévenin, T., Thisse, J., Vergnès, A., Weber, C., Werey, C. et Desrousseaux, M, 2017, Sols artificialisés et processus d’artificialisation des sols, déterminants, impacts et leviers d’action, expertise scientifique collective, INRA (France), 609 p.
- Chocat, B., 1997, Aménagement urbain et hydrologie, La Houille Blanche, dossier 1, 7, pp. 12‑19.
- Cuccia, C., 2007, Changements climatiques observés en Bourgogne depuis 1961 : Études de variations de précipitations et de températures, mémoire de master en Géobiosphère, université de Bourgogne, France, 52 p.
- Descroix, L., Diongue, Niang A., Panthou, G., Bodian, A., Sane, Y., Dacosta, H., Malam Abdou, M., Vandervare, J.P. et Quantin, G., 2015a, Évolution récente de la pluviométrie en Afrique de l’ouest à travers deux régions : la Sénégambie et le bassin du Niger Moyen, Annales de l’association internationale de climatologie/Climatologie, 12, pp. 25‑43.
- Descroix, L., Mahé, G., Olivry, J.C., Albergel, J, Tanimoun, Amadou I, Coulibaly, B., Bouzou Moussa, I., Maiga, O.F, Abdou, M.A., Yéro, K.S., Mamadou, I, Vandervaere, J.E, Gautier, E., Diongue-Niang, A., Dacosta, A. et Diedhiou, A., 2015b, Les sociétés rurales face aux changements climatiques et environnementaux en Afrique de l’Ouest, Changement climatique et agricultures familiales en Afrique de l’Ouest, pp. 21‑38.
- Diello, P., 2007, Interrelation climat-homme-environnement dans le Sahel Burkinabé : impacts sur les états de surface et la modélisation hydrologique, Thèse de Doctorat, université de Montpellier II, Sciences et Techniques du Languedoc, 221 p.
- Dion, K., Slivitzky, M., Saïd, M. et Favre, A.C., 2009, Analyses des ruptures et des tendances dans les écoulements annuels observés et simulés par le MRCC en climat actuel (1961-1999) pour les 21 bassins versants de la péninsule Québec/Labrador : Évaluation et prise en compte des incertitudes pour les précipitations et les écoulements simulés par le modèle régional canadien du climat (MRCC), Rapport de recherche n° R1069, INRS-Eau, terre et environnement, Québec, Canada, 49 p.
- Faye, C., 2017, Variabilité et tendances observées sur les débits moyens mensuels, saisonniers et annuels dans le bassin de la Falémé (Sénégal), Hydrological Sciences Journal, 62, 2, pp. 259‑69.
- Faye, C., Sow A. A., et Ndong, J. B., 2015, Étude des sècheresses pluviométriques et hydrologiques en Afrique tropicale : caractérisation et cartographie de la sècheresse par indices dans le haut bassin du fleuve Sénégal, Géographie physique et environnement, 9, pp. 17-35.
- Gbohoui, Y. P., 2021a, Modélisation hydrologique de bassins emboîtés du Nakanbé au Burkina Faso dans un contexte de changement global, Thèse de doctorat à l’institut international d’ingénierie de l’eau et de l’environnement (2iE), Ouagadougou, Burkina Faso, 292 p.
- Gbohoui, Y. P., Paturel, J.-E., Fowe, T., Karambiri, H. et Yacouba, H., 2021b, Impacts des changements climatique et environnemental sur la réponse hydrologique du bassin du Nakanbé à Wayen (Burkina Faso) à travers le cadre de budyko, Hydrology of Large River Basins of Africa, 384, pp. 269-273.
- Hubert, P., Bader, J-C et Bendjoudi, H., 2007, Un siècle de débits annuels du fleuve Sénégal, Hydrological Sciences Journal, 52,1, pp. 68-73.
- Hubert, P., Carbonnel, J.-P. et Chaouche, A., 1989, Segmentation des séries hydrométéorologiques. Application à des séries de précipitations et de débits de l'Afrique de l'Ouest, Journal of Hydrology, 110, pp. 349-367.
- Ibrahim, B., 2012, Caractérisation des saisons de pluies au Burkina Faso dans un contexte de changement climatique et évaluation des impacts hydrologiques sur le bassin du Nakanbé, Thèse de doctorat à Université Pierre et Marie Curie (UPMC), France-Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE), Ouagadougou, Burkina Faso, 235 p.
- Kaboré/Bontogho, P.E., 2015, La modélisation d’une allocation sahélienne des ressources en eau en fonction du climat le changement et la pression humaine : cas du barrage de Loumbila au Burkina Faso, Thèse de doctorat, université 2iE, Ouagadougou Burkina Faso, 186 p.
- Kendall, M., 1975. Multivariate Analysis, Charles Griffin and Company, London, 309 p.
- Lubes-Niel, H., Masson, J. M., Paturel, J.-E. et Servat, E, 1998, Variabilité climatique et statistiques. Étude par simulation de la puissance et de la robustesse de quelques tests utilisés pour vérifier l’homogénéité de chroniques, Journal of Water Science, 11, 3, pp. 383‑408.
- Mahé, G., Diello, P., Paturel, J.-E., Barbier, B., Karambiri, H., Dezetter, A., Dieulin, C. et Rouché, N., 2010, Baisse des pluies et augmentation des écoulements au Sahel : impact climatique et anthropique sur les écoulements du Nakanbé au Burkina Faso, Sécheresse, 21, 1, pp. 1-6.
- Mahé, G., Leduc, C., Amani, A., Paturel, J.-E., Girard, S., Servat, E. et Dezetter, A., 2003, Augmentation récente du ruissellement de surface en région soudano-sahélienne et impact sur les ressources en eau, International Association of Hydrological Sciences, 278, pp. 215‑222.
- Mann, H.B., 1945, Nonparametric Tests against Trend, Econometrica : Journal of the econometric society, 13,3, pp. 245-259.
- Olivry, J.-C., Bricquet, J.-P. et Mahé, G., 1998, Variabilité de la puissance des crues des grands cours d’eau d’Afrique intertropicale et incidence de la baisse des écoulements de base au cours des deux dernières décennies, Water Resources Variabilily in Africa during the XXth Century, 252, pp. 189‑197.
- Ouédraogo, M., 2001, Contribution à l’étude de l’impact de la variabilité climatique sur les ressources en eau en Afrique de l’Ouest. Analyse des conséquences d’une sécheresse persistante : normes hydrologiques et modélisation régionale, Thèse de Doctorat, université de Montpellier II, France, 257 p.
- Palé, S., Yaméogo, A., Somé, N.J. et Traoré, D., 2020, De la naissance des badlands à la désertisation, un processus érosif complexe à Sabtenga au Burkina Faso, GéoVision, 1, 003, pp. 59‑75.
- Paturel, J.-E., Koukpongou, P., Ouattara, F., L’Aour, A., Mahé, G. et Cres, F.N., 2002, Variabilité du climat du Burkina Faso au cours de la seconde moitié du XXeme siècle, Sud sciences et technologies, 08, pp. 41‑49.
- Paturel, J.-E., Servat, E., Lubès-Nièl, H. et Delattre, M.O., 1998, Variabilité climatique et analyse de séries pluviométriques de longue durée en Afrique de l'Ouest et Centrale non Sahélienne, Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - Series IIA - Earth and Planetary Science, 335, 10, pp. 779‑782.
- Pettitt, A.N., 1979, A non-parametric approche to the change-point problème, Journal of the Royal Statistique Society, Séries C (Apple Statistiques), 28, 2, pp. 126-135.
- Rossi, A., 2010, Analyse spatio-temporelle de la variabilité hydrologique du bassin versant du Mississippi : rôle des fluctuations climatiques et déduction de l’impact des modifications du milieu physique, Milieux et Changements globaux, Thèse de doctorat, université de Rouen, France, 329 p.
- Salavati, B., 2015, Impact de l’urbanisation sur la réponse hydrologique des bassins versants urbains, Thèse de doctorat en hydrologie urbaine, université Pierre et Marie Curie-Paris VI, Paris, France, 164 p.
- Servat, E., Paturel, J.-E., Lubès-Niel, H., Kouamé, B., Masson, J. M., Travaglio, M. et Marieu, B., 1999, De différents aspects de la variabilité de la pluviométrie en Afrique de l'Ouest et Centrale non sahélienne, Revue des sciences de l'eau /Journal of Water Science, 12, 2, pp. 363-387.
- Sighomnou, D., Descroix, L., Genthon, P., Mahe, G., Bouzou Moussa, I., Gautier, E. et Mamadou, I., 2013, La crue de 2012 à Niamey : un paroxysme du paradoxe du Sahel ? », Sécheresse, 24, pp. 3‑13.
- Sircoulon, J., 1987, Variation des débits des cours d’eau et des niveaux des lacs en Afrique de l’Ouest depuis le début du 20e siècle, IAHS-AISH publication, Vancouver, 168, pp. 23‑25.
- Some, Y. S. C., 2014, Influent al factor on the Sahélien agricultural production Field Under a chanin climat, Environnemental Science An Indiana Journal, 9, 5, p. 177-185.
- Wasson, J.G., Malavoi, J.R., Maridet, L., Souchon, Y., et Paulin, L., 1995, Impacts écologiques de la chenalisation des rivières, irstea, Lyon, France, 168 p.
- Yonaba, R., 2020, Dynamique spatio-temporelle des états de surface et influence sur le ruissellement sur un bassin de type sahélien : cas du bassin de Tougou (Nord Burkina Faso), Thèse de doctorat en hydrologie, Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2ie), Burkina Faso, 300 p.