ArcSWAT Manuel

ArcSWATmanueldutilisateur

CasdubassinversantduKou(BurkinaFaso)

ArcSWAT manuel dutilisateur i

ArcSWATmanueldutilisateur

CasdubassinversantduKou(BurkinaFaso)

Rdig par M. Lang, J. Wellens & B. Tychon (2011). Ralis sur financement de Wallonie Bruxelles International dans le cadre du projet Renforcement structurel de la capacit de gestion des ressources en eau pour lagriculture dans le bassin du Kou (www.ge-eau.org).

ii ArcSWAT manuel dutilisateur

ArcSWAT manuel dutilisateur iii

Table des matires 1. Le modle SWAT 1

1.1. Prsentation de SWAT et ArcSWAT 1 1.2. Organisation du modle 2 1.3. Etablissement du bilan hydrologique 2

2. Installation des logiciels 6

2.1. Tlchargements 6 2.2. Installation dArcSWAT 7 2.3. Cration dun projet ArcSWAT 10

3. Prparation des donnes dentre 12

3.1. Prparation des cartes 12 3.1.1. Projection des cartes 12 3.1.2. Transformation des shapefiles en couches raster 16

3.2. Prparation des bases de donnes 18 3.2.1. Occupation du sol 18 3.2.2. Caractristiques du sol 21 3.2.3. Donnes mtorologiques 28

3.2.3.1. Description des fichiers 29 3.2.3.1.1. Les fichiers Fork 29 3.2.3.1.2. Les fichiers contenant les variables mtorologiques 29 3.2.3.1.3. Le fichier Weather Generetor Data 30

3.2.3.2. Edition des fichiers 30 3.2.3.2.1. Edition des fichiers Fork 30 3.2.3.2.2. Edition des fichiers contenant les variables 35 3.2.3.2.3. Edition du fichier Weather Generator Data 37

3.2.4. Donnes de dbits 38 4. Modlisation du bilan hydrologique 40

4.1. Dlimitation du bassin versant 40 4.2. Analyse des units de rponse hydrologique 46 4.3. Intgration des donnes mtorologiques 59 4.4. Cration des bases de donnes 61 4.5. Ajout des contributions de la Guinguette et de la prise deau Diaradougou 63

4.5.1. Contribution des sources de la Guinguette 63 4.5.2. Contribution de la prise deau Diaradougou 65

4.6. Simulation 66 4.7. Description des fichiers de sortie 69 4.8. Analyse de sensibilit et calibration/validation 70

Bibliographie 70

iv ArcSWAT Manuel dutilisation

ArcSWAT manuel dutilisateur 1

Chapitre 1 Le modle SWAT 1.1. Prsentation de SWAT et ArcSWAT ArcSWAT est issu de la combinaison du modle SWAT avec linterface graphique ArcGIS. SWAT est un modle continu dans le temps, fonctionnant lchelle dun bassin versant et pour un pas de temps dune journe. Il a t dvelopp par le dpartement de l'agriculture des Etats-Unis (USDA) dans le but de dterminer limpact des techniques de gestion sur le bilan en eau, sdiments, pesticides, nutriments, dun bassin versant pour diffrents types de sols et utilisations des terres. Ce modle se base sur les processus physiques en jeu dans le bassin versant. Sa grande robustesse et son efficience en font un modle largement utilis dans le domaine de la modlisation de bassins versant, notamment par diffrentes agences fdrales amricaines ou de la Commission Europenne (Gassman et al., 2007). Les composantes de base du modle sont (Gassman et al., 2007): - la composante hydrologique: tablissement du bilan hydrologique sur le bassin versant ; - la composante mtorologique (SWAT peut galement tre utilis afin de dterminer

limpact des changements climatiques passs sur le bilan hydrologique ainsi que pour des projections) ;

- les proprits du sol ; - la gestion des terres.

Ce sont ces composantes que nous allons dcrire dans ce qui suit (Chapitre 3. Prparation des donnes) et utiliser afin de modliser le bilan hydrologique du bassin versant. Dautres aspects peuvent galement tre intgrs au modle: - la croissance des plantes: dtermination des rendements de cultures associs diffrentes

techniques de gestion des terres, en fonction des paramtres mtorologiques, de lirrigation,

- les nutriments et pesticides: dtermination de leur date dapplication aux cultures et de leur impact sur les rendements ainsi que de leur transport dans le rseau hydrographique, leur transformation,

- une composante ayant trait aux bactries et lments pathognes, - le transport de sdiments,

2 ArcSWAT manuel dutilisateur

1.2. Organisation du modle Dans le modle SWAT, le bassin versant considr est divis en diffrents niveaux dorganisation reprsents la Figure 1:

Figure 1 Organisation du modle.

Les limites du bassin versant sont dtermines partir de la topographie du terrain. Celui-ci est divis en diffrents sous-bassins (SB1, , SBn) galement dlimits par la topographie. Ces sous-bassins sont relis spatialement de sorte que le flux contenu dans un sous-bassin scoule entirement vers le sous-bassin suivant. Chaque sous-bassin contient une branche du rseau hydrographique qui seront connectes par SWAT afin de former le rseau lchelle du bassin versant. Les sous-bassins sont ensuite diviss en units de rponse hydrologique (HRU, Hydrological Response Unit). Les units de rponse hydrologique sont des units homognes en utilisation du sol, technique de gestion et caractristiques du sol. Si les sous-bassins sont connects les uns aux autres, il nexiste par contre pas dinteraction entre les units de rponse hydrologique. Les sorties du modle sont calcules sparment pour chaque unit et additionnes dans chaque sous-bassin. Une fois que les valeurs ont t dtermines au niveau des sous-bassins, SWAT dtermine les relations spatiales entre les sous-bassins et incorpore les donnes calcules au rseau hydrographique global. Le modle permet galement lutilisateur dajouter des sources ponctuelles ainsi que des rservoirs, naturels (lacs, dpressions, ) ou non, qui constitueront des zones daccumulation de leau (Gassman et al, 2007 ; Neitsch et al., 2005). 1.3. Etablissement du bilan hydrologique Une fois que le bassin versant est organis spatialement, le bilan hydrologique peut tre calcul. Le cycle hydrologique est alors divis en deux phases (Biesbrouck et al, 2000) reprsentes la Figure 2: - Une phase dite terrestre dans laquelle les quantits deau, de sdiments, pesticides, qui

seront apportes au rseau au niveau de chaque sous bassin sont dtermines.


- Une phase dite de routage dans laquelle le mouvement de leau et des diffrents lments sera modlis travers le rseau hydrographique jusqu lexutoire.

Figure 2 Phases du cycle hydrologique modlis par SWAT [1].

Phase terrestre du cycle hydrologique Cest dans cette phase que les diffrents termes ncessaires ltablissement du bilan hydrologique proprement parl seront calculs. Ses diffrents composants sont illustrs la Figure 3. Il est exprim comme suit:

avec:

SWt : le contenu final en eau du sol ( la fin du jour i) (mm) SW0 : le contenu initial en eau du sol (au dbut du jour i) (mm) Rday : les prcipitations au jour i (mm) Qsurf : le ruissellement de surface au jour i (mm) Ea : lvapotransipiration au jour i (mm) Wseep : un flux latral reprsentant la quantit deau entrant dans la zone de vadose (mm)

("lateral flow" sur la Figure 3) Qgw : le flux de retour issu de la zone sature en eau au jour i (mm)

("return flow" sur la Figure 3) Ce bilan hydrologique est effectu sur l'paisseur entire du bassin (y compris la nappe phratique) au niveau de chaque unit de rponse hydrologique puisquune partie des paramtres dpend de loccupation ou du type de sol. Leurs contributions au bilan du sous-bassin sont ensuite sommes.

SWt SW0 Rday Qsurf Ea Wseep Qgw i1t


Figure 3 - Composantes du bilan hydrologique modlis par SWAT (Biesbrouck et al., 2000).

Phase "de routage" du cycle hydrologique Lors de la phase de routage, le transport par le rseau hydrographique des diffrents lments prsents est dtermin. Ce processus est illustr la et tient compte (Gassman et al., 2007) : - du transport des particules par advection et diffusion ; - de la sdimentation ; - de la dgradation et transformation selon diffrents cycles (carbone, azote, phosphore, ) ; - de la dgradation biologique (par les bactries, ) ; - de leur volatilisation dans latmosphre,

Figure 4 - Transport des lments (eau, sdiments, pesticides, nutriments, ) au sein du rseau hydrographique

(Biesbrouck et al., 2000).


Dans la pratique, l'tablissement du bilan hydrologique par AVSWAT s'effectue en trois principales tapes: - la dlimitation du bassin versant et du rseau hydrographique partir d'un modle

numrique de terrain ; - la dtermination des units de rponse hydrologique partir des donnes d'occupation du

sol, des caractristiques des sols ainsi que de la pente ; - l'ajout de la composante mtorologique qui permettra de calculer les diffrents lments

du bilan hydrologique (ruissellement, vapotranspiration, ...) en fonction des types de sols et occupations ;

Ces trois tapes ncessitent un certain nombre de donnes d'entres que nous dtaillerons au chapitre 3.


Chapitre 2 Installation des logiciels Avant toute installation, voici une adresse utile: www.arcswat.eu. Il s'agit d'un forum francophone sur Swat, ArcSwat, ArcGis, Vous pourrez y trouver des informations sur les diffrents logiciels, y poser vos questions et y tlcharger les dernires versions d'ArcSwat. Enregistrez-vous sur le forum afin d'avoir accs aux diffrents sujets (en bas de la page, cliquez sur inscription). Une fois que le modrateur aura valid votre inscription, vous aurez accs au forum. 2.1. Tlchargements Afin de pouvoir faire fonctionner ArcSwat, vous aurez besoin de: - ArcGis 9.1 ou une version suprieure. - Adobe Acrobat Reader version 8 ou suprieure, tlchargeable gratuitement l'adresse:

http://get.adobe.com/fr/reader/ - Windows installer, tlchargeable gratuitement l'adresse:

http://www.microsoft.com/downloads/fr-fr/details.aspx?familyid=889482fc-5f56-4a38-b838-de776fd4138c&displaylang=fr

- Microsoft .net Framework 4, tlchargeable gratuitement l'adresse: - http://www.microsoft.com/downloads/fr-fr/details.aspx?FamilyID=9CFB2D51-5FF4-

4491-B0E5-B386F32C0992 (les versions prcdentes sont disponibles l'adresse: http://www.microsoft.com/net).

- Attention: veillez n'installer qu'une seule version de .net la fois. Si vous dsirez installer une version suprieure ou dans une autre langue, dsinstallez au pralable la version prcdente.

- ArcSwat 2009.93.7a, tlchargeable gratuitement l'adresse: ftp://ftp.brc.tamus.edu/pub/outgoing/srin/arcswat/ArcSWAT_Install_2009.93.7a.zip (pour les versions antrieures, voir le forum www.arcswat.eu, section annonces. Les liens vers les nouvelles versions y seront galement posts).

- Arcswat Editor 2009.93.7a, tlchargeable gratuitement l'adresse: ftp://ftp.brc.tamus.edu/pub/outgoing/srin/arcswat/SwatEditor_Install_2009.93.7a.zip

Remarque 1 : tous les logiciels lis au modle Swat sont galement disponibles sur le site officiel de Swat (http://swatmodel.tamu.edu/software) la section Softwares. Remarque 2 : lors de linstallation dune nouvelle version, ne pas dsinstaller les versions antrieures sous peine de ne plus pouvoir ouvrir les anciens projets et de perdre les lments enregistrs dans la base de donnes de SWAT (voir plus tard).


2.2. Installation dArcSWAT Installation de SWAT - Dans le dossier que vous venez de tlcharger, cliquez sur licne SWAT_install.msi. - Suivez les instructions de lassistant dinstallation. - Lorsque vous arriverez la fentre Select Installation folder :

- Vous pouvez choisir dinstaller SWAT dans le dossier par dfaut (C:\Swat\ArcSWAT\) ou vous pouvez crer vous mme un fichier lemplacement voulu et installer SWAT cet endroit (par exemple dans le rpertoire C:\Program Files). Dans ce cas, crez un dossier Swat dans le rpertoire dsir (C:\Program Files par exemple). Dans lassistant dinstallation, cliquez sur le bouton Browse et indiquez le chemin daccs du dossier dinstallation.

- Lassistant dinstallation vous demande ensuite : Install ArcSWAT for yourself or for everyone who uses this computer : ccochez loption Everyone .

- Cliquez sur le bouton Next .

- Continuez de suivre les indications de lassistant dinstallation. - Linstallation est en cours, vous pouvez suivre sa progression lcran. - Lorsque celle-ci est termine, une fentre intitule Installation Completed apparat.

Pour clturer linstallation, cliquez sur le bouton Close .


Installation de SWAT Editor - Dans le dossier que vous venez de tlcharger, cliquez sur licne

SwatEditorInstall.msi . - Suivez les consignes fournies par lassistant dinstallation. - Comme dans le cas de linstallation de SWAT, vous pouvez choisir le rpertoire dans

lequel le programme sera install. - Choisissez galement loption Everyone lorsque la question des utilisateurs vous est

pose. - Cliquez sur le bouton Close lorsque linstallation est termine.

Installation dArcSWAT ArcSWAT se prsente sous la forme dune extension dArcGIS. Pour installer ArcSWAT : - Ouvrez le programme ArcMap. - Dans la fentre qui souvre, choisissez loption A new empty map et cliquez sur le

bouton OK .


- Vous vous trouvez maintenant dans linterface dArcGis :

- Dans la barre de menu, allez dans longlet Tools et cliquez sur Extensions .

- Dans la fentre intitle Extensions , cochez les cases relatives SWAT pour installer ces extensions (SWAT Project Manager et SWAT Watershed delineator)1.

- Cliquez sur le bouton Close pour fermer la fentre Extensions .

- De retour dans linterface ArcGis, dans la barre de menus, allez View

Toolbars pour afficher la barre doutils ArcSWAT. Cliquez sur ArcSWAT .

Vrifiez galement si les barres de menus suivantes sont galement visibles (car nous les utiliserons un certain nombre de fois durant la modlisation du bilan hydrologique) : - Main Menu - Draw - Layout - Standard - Tools

1 Si vous le dsirez, vous pouvez galement cochez toutes les autres extensions.


2.3. Cration dun projet ArcSWAT

- Crez un dossier dans lequel le projet sera enregistr (exemple : model_kou). - Dmarrez ArcMap - Le menu suivant saffiche :

Cochez Start using ArcMap with : A new empty map et cliquez sur OK. Remarque: lors des utilisations suivantes dARCSWAT, votre projet apparatra dans la fentre existing map (comme cest le cas pour le projet model_kou_7 sur la figure). Pour dmarrer le projet, cliquez sur son nom.

- Dans la barre doutils ARCSWAT, choisissez le menu SWAT Project Setup et

cliquez sur New SWAT Project .

- Une fentre souvre et demande sil faut enregistrer le document (Save Current document ?) : cliquez sur non.

- Vous vous trouvez maintenant dans le menu Project Setup :

Dans le champ Project Directory , choisissez le rpertoire dans lequel vous dsirez enregistrer votre projet (model_kou). Laissez les autres champs par dfaut (ARCSWAT va crer diffrents dossiers dans lesquels il placera les diffrents fichiers crs durant le processus (voir Chapitre.7). Cliquez sur OK.


- Une fentre apparat, cliquez sur OK .

- Votre projet ARCSWAT est enregistr.

Durant le processus de modlisation, noubliez pas denregistrer rgulirement les modifications apportes votre projet. Cela peut tre effectu en cliquant sur licne habituelle reprsentant une disquette ou par la barre de menu : File Save.

!


Chapitre 3 Prparation des donnes dentre Dans ce chapitre, nous allons prparer toutes les donnes dentre ncessaires la modlisation du bilan hydrologique. Les donnes dont nous aurons besoin sont :

- la topographie, sous forme dun modle numrique de terrain ; - une carte doccupation du sol ; - une carte pdologique ; - les donnes relatives la pente ; - une carte reprsentant le rseau de stations hydromtriques ; - une carte reprsentant le rseau de stations mtorologiques ; - les donnes mtorologiques :

- les prcipitations journalires ; - les tempratures maximales et minimales journalires ; - lclairement solaire journalier ; - lhumidit relative moyenne journalire ; - la vitesse moyenne journalire du vent.

3.1. Prparation des cartes 3.1.1 Projection des cartes Avant toute opration, assurez-vous que toutes les couches possdent les mmes systmes de coordonnes et de projection. Dans notre cas, les systmes de projection et de coordonnes sont : - Systme de projection WGS 1984 - Systme do coordonnes UTM Zone 30 N

- Ajoutez les cartes suivantes dans un projet ArcGis :

Carte Localisation

Modle numrique de terrain Data SRTM SRTM Occupation du sol Data LandUse trial_land.shp Carte pdologique Data Soil trial_soil.shp Stations hydromtriques Data Stations stations_hydrometriques.shp Stations mtorologiques Data Stations stations_meteorologiques.shp Rseau hydrographique du Kou Data hydro_kou hydro_kou_04.shp

Durant cette opration, la fentre suivante pourrait apparatre: cliquez sur Close .


- Une fois que les couches ont t ajoutes, vrifiez pour chaque couche le systme de

projection et systme de coordonnes : clic droit sur le nom de la couche proprits de la couche onglet Source .

Pour les shapefiles, voici ce que vous devez obtenir :


Pour les couches raster, voici ce que vous devez obtenir :

Si vous couches ne sont pas correctement projetes, faites-le. Voici un exemple de projection incorrecte pour vous montrer comment procder : - Ajoutez au projet la couche exemple wrong_proj.shp (Data Ex_proj

wrong_proj.shp). - Dans les proprits de la couche, vous remarquez que son systme de coordonnes est

UTM Zone 31 N au lieu de 30.

- Dans ArcToolBox , choisissez longlet Index . - Dans le champ de recherche ( Type in the keyword to

find : ), tapez Project . - Pour les shapefiles, choisissez loption Project

(management) et pour les couches raster, choisissez loption Project Raster (management) .

- Vous tes maintenant dans la fentre Project . Dans le champ Input Dataset or

Feature Class , choisissez la couche wrong_project.shp .


- Dans le champ Output Dataset or Feature Class , vous pouvez constater quARCSWAT va enregistrer la nouvelle couche dans le mme rpertoire et que son nom par dfaut sera nom_de_la_couche_Project.shp .

- Ensuite, cliquez sur licne droite du champ Output Coordinate System .

- Dans le menu Spatial Reference Properties , cliquez sur licne Select .


- Dans la fentre Coordinate System , choisissez ensuite le systme de coordonnes

appropri : Coordinate System Projected Coordinate Systems UTM WGS 1984 WGS 1984 UTM Zone 30 N.prj et cliquez sur OK.

- De retour dans la fentre Project , cliquez sur OK.

Votre nouvelle couche possde maintenant le systme de coordonnes adquat. 3.1.2 Transformation des shapefiles en couches raster Durant le processus de modlisation, vous devrez fournir ARCSWAT diffrents types de cartes (occupation des sols, types de sols). Normalement, ARCSWAT accepte les cartes sous le format shapefile . Cependant, nous avons rencontr des problmes lors de lintgration de certains shapefiles. Les cartes que nous allons utiliser dans ce projet ne prsentent pas ces problmes. Toutefois, lors de la ralisation dun autre projet, si vous ne parvenez pas intgrer vos cartes sous forme de shapefile, vous pouvez tenter de les intgrer sous forme de couche raster.


Pour transformer une couche de type shapefile en raster :

- Dans le menu ArcToolBox , choisissez longlet Favourites (en bas). Slectionnez ensuite le menu Conversion Tools To Raster Polygon to Raster .

- Vous vous trouvez maintenant dans la fentre Polygon to Raster :


- Dans le champ Input Feature , choisissez le fichier convertir ( titre dexemple, nous allons convertir la couche contenant les caractristiques du sol (pdologie_zones.shp).

Dans le cas o vous auriez projet la couche au pralable, faites attention de transformer celle-l.

- Dans le champ Value Field , choisissez lattribut selon lequel vos valeurs seront

classes. Par exemple dans le cas de la couche pdologie_zones , chaque type de sol est cod par un nombre de 1 15 et cet attribut porte le nom Value .

- Laissez les autres champs par dfaut. - Vous constatez quARCSWAT va sauvegarder la nouvelle couche dans le mme rpertoire

et lui attribuera le nom par dfaut nom_de_la_couche.img . - Cliquez sur OK. - Votre nouvelle couche raster est ajoute au projet dans la fentre principale.

Vos cartes sont maintenant prtes. 3.2. Prparation des bases de donnes 3.2.1 Occupation du sol Lors de ltape dintgration de loccupation du sol, vous devrez fournir au modle la carte doccupation des sols que nous venons de prparer ainsi quune table reprenant les diffrentes occupations du sol. ARCSWAT possde sa propre liste doccupations parmi lesquelles vous devrez choisir celles correspondant aux diffrentes classes prsentes dans le bassin du Kou. Pour obtenir la liste complte des classes de la nomenclature ARCSWAT, voir Biesbrouck et al. (2000) et Placer CCCDR (2011). Le tableau 1 reprend les classes de la nomenclature BDOT ainsi que leur quivalent dans la nomenclature dARCSWAT. Pour une description complte des classes de la nomenclature BDOT, voir Jaffrain (2005).

Tableau 1 - Correspondance des classes d'utilisation du sol pour les nomenclatures BDOT et ARCSWAT.

BDOT ARCSWAT

Code Signification Code Signification 111 Tissu urbain continu URHD Residential-High Density 112 Tissu urbain discontinu URMD Residential-Medium Density 113 Habitat rural URLD Residential-Low Density 121 Zones industrielles, commerciales

et socio collectives UIDU Industrial

122 Rseaux routiers et ferroviaires UTRN Transportation 124 Aroports UTRN Transportation 131 Extraction de matriaux UIDU Industrial 133 Chantiers et espaces en

construction UIDU Industrial

141 Espaces verts urbains FESC Tall Fescue 142 Equipements loisir et sportifs UCOM Resort/Recreation 211 Cultures pluviales AGRL Agricultural Land-Generic 213 Rizires RICE Rice 222 Vergers ORCD Orchard

!


242 Systmes culturaux parcellaires complexes

AGRL Agricultural Land-Generic

243 Territoires principalement occups par lagriculture

AGRL Agricultural Land-Generic

244 Territoire agroforestier FRST Forest-Mixed 313 Fort galerie FRSD Forest-Deciduous 314 Plantation forestire FRSD Forest-Deciduous 335 Sols nus SWRN South Western Range + Bare

rocks 412 Prairies marcageuses WETL Wetlands-Mixed 513 Cours et voies deau temporaires WATR Water 3211 Savane herbeuse RNGE Range-Grasses 3212 Savane arbustive RNGB Range-Brush 3213 Savane arbore RNGB Range-Brush 5122 Plan deau artificiel WATR Water

Si vous utilisez votre propre carte doccupation, vous pouvez galement vous inspirer de ce tableau afin de dterminer les classes que vous utiliserez. Une fois que vous aurez choisi les classes en accord avec votre carte des sols, vous pouvez crer votre table de correspondance. Il sagit dun fichier dans lequel vous indiquerez le code ARCSWAT attribu chaque classe et que vous fournirez au modle afin que celui-ci puisse relier votre carte sa base de donnes. Pour vous aider dans cette dmarche, un fichier LU_exemple est prsent dans le dossier Landuse . - Ouvrez un fichier de type classeur dans Openoffice.

- La premire colonne doit contenir un entier de 0 n-1 o n est le nombre de classes. Le

titre de cette colonne est VALUE (en majuscule).


- Dans la deuxime colonne, ajoutez le code que vous avez attribu chaque classe. Cette colonne doit porter le nom LANDUSE . Vous retrouverez la liste de vos classes ainsi que lentier qui leur est attribu dans la table dattribut de votre couche (colonnes Landuse et FID pour la valeur de lentier).

- Si vous le dsirez, vous pouvez ajouter une troisime colonne reprenant la signification de

chaque code. - Enregistrez votre classeur dans le rpertoire appropri sous le nom

LU_lookup_table.ods (Lookup table = table de correspondance) - Enregistrez-le ensuite au format dbf :

- Fichier, enregistrer sous - Dans le champ Type , choisissez loption DBASE (.dbf) . - Cochez loption Editer les paramtres du filtre . - Cliquez sur Enregistrer .

- Dans la fentre qui apparat, cliquez sur Conserver le format actuel . - Dans la fentre suivante, choisissez le format Europe Occidentale (ISO-8859-1 .

Cliquez sur OK.


Vos donnes doccupation du sol sont maintenant prtes. 3.2.2 Caractristiques du sol En ce qui concerne les donnes relatives aux caractristiques du sol, vous devrez fournir au modle : - une carte pdologique (la carte que nous avons prpare au point 3.1.1) ; - une base de donnes reprenant les valeurs de plusieurs paramtres pour chaque type de sol

que nous allons dcrire ci-aprs. Les paramtres que vous devrez fournir sont prsents dans le tableau 2 (la colonne intitule remarque indique la provenance des diffrents paramtres).

Tableau 2 - Paramtres requis pour les caractristiques des sols. Les paramtres suivis d'une toile (*) doivent tre fournis pour chaque couche du sol.

Paramtre Units Signification Remarque

SNAM - Nom du type de sol Choisi par lutilisateur

NLAYERS - Nombre de couches dans le sol GEeau HYDGRP - Groupe hydrologique Diagramme de

texture SOL_ZMX mm Profondeur racinaire maximum du sol GEeau ANION_EXCL fraction Fraction de la porosit pour laquelle les

anions sont exclus SWAT database

SOL_CRK fraction (m3/m3)

Volume des craquelures (potentiel ou maximum) du sol en fraction du volume total de sol.

SWAT database

TEXTURE - Texture du sol Diagramme de texture

SOL_Z* mm Profondeur de la couche (de la surface au fond de la couche)

GEeau

SOL_BD* g/cm3 Densit apparente humide Equation (1) SOL_AWC* mm/mm Disponibilit en eau de la couche GEeau SOL_CBN* % en masse Teneur en carbone organique GEeau SOL_K* mm/h Conductivit hydraulique la saturation Equation (2) CLAY* % en masse Quantit dargile contenue dans la couche GEeau SILT* % en masse Quantit de limon contenue dans la couche GEeau SAND* % en masse Quantit de sable contenue dans la couche GEeau ROCK* % en masse Quantit de fragments rocheux contenus dans

la couche SWAT database

SOL_ALB* nombre entre 0 et 1

Albdo du sol humide SWAT database


USLE_K* nombre sans dimension

Facteur drodibilit du sol SWAT database

SOL_EC* dS/m Conductivit lectrique du sol SWAT database Dans certains cas (voir ci-aprs), nous ne possdons pas de valeur mesure sur le terrain. Nous allons donc devoir estimer ces paramtres. ARCSWAT possde une base de donnes des caractristiques dun nombre important de sols aux tats-Unis avec lesquels nous allons comparer les sols du bassin du Kou. Cette base de donne est stocke dans le dossier dinstallation dARCSWAT : disque C Program Files Swat ARCSWAT Databases swat2009 (fichier de type Access ) usersoil - Les paramtres NLAYERS, SOL_ZMX2, SOL_Z, SOL_AWC, SOL_CBN, CLAY, SILT

et SAND ont t mesurs lors dune campagne de terrain. Les valeurs pour chaque types de sols sont reprises dans le fichier rsultats analytiques des profils.xls (dans le rpertoire Soil ).

- Le groupe hydrologique et la texture sont dtermins au moyen du diagramme de texture (voir le fichier diagramme_texture.pdf dans Data Soil).

- La densit apparente humide est calcule par lquation suivante (le dtail de la dmarche est prsente lannexe A):

(eq. 1)

a : la densit apparente du sol. Celle-ci est calcule en considrant les densits apparentes dun sol sableux, limoneux et argileux et en pondrant ces densits apparentes par le pourcentage en masse de chacun des trois composants (paramtres CLAY, SILT et SAND). Les valeurs considres pour les densits apparentes sont reprises dans le tableau 3.

s : 2,65 g/cm3 la densit relle moyenne du sol.

Tableau 3 - Densits apparentes des sols sableux, limoneux et argileux.

Sol Densit apparente (g/cm3) Sable 1,5 Limon 1,3 Argile 1,1

La conductivit hydraulique saturation nest pas non plus connue pour les sols du bassin du Kou. Encore une fois, nous allons devoir lestimer. Les fonctions de pdo-transfert de Vereecken permettent de dterminer la conductivit hydraulique saturation pour les sols belges. Nous allons lutiliser afin destimer celle des sols du bassin du Kou. Bien entendu, il sera important dtudier limpact de cette approximation sur le bilan hydrologique en ralisant une analyse de sensibilit. La conductivit hydraulique saturation sexprime de la manire suivante : (eq. 2)

(eq. 3) 2 La profondeur racinaire maximale du sol est assimile la profondeur totale du sol dans la base de donnes des sols dAVSWAT, nous allons donc utiliser cette valeur galement.

SOL _ BD a 1 as

Ksat ln(Ksat* )

Ksat = 20,62 - 0,96 ln(C) - 0,66 ln(S) - 0,46 ln(MO) - 8,43 BD


C : pourcentage dargile contenu dans la couche ; S : pourcentage de limon contenu dans la couche ; OC : pourcentage en carbone organique dans la couche ; MO : pourcentage de matire organique dans la couche ; BD : densit apparente calcule lquation 1. Pour les paramtres restants, nous ne possdons pas de mesure ni de formule permettant de les calculer (dans certains cas, comme pour le paramtre USLE_K, la formule fait intervenir des donnes que nous ne possdons pas). Nous allons donc dans un premier temps les estimer en comparant les valeurs prsentes dans la base de donnes dARCSWAT pour les sols ayant une composition semblable. Ces valeurs ne seront bien videmment quune estimation et il sera important de dterminer leur impact sur le bilan hydrologique du bassin en ralisant une analyse de sensibilit. Son rsultat devrait nous permettre de dfinir les paramtres sur lesquels nous devrons nous concentrer (et ventuellement ceux pour lesquels il ne sera pas ncessaire de pousser plus loin les investigations).

- Pour les paramtres ANION_EXCL et SOL_CRK, nous constatons quils sont gaux 0,5

pour tous les types de sol. Le paramtre SOL_EC est, lui, nul pour tous les sols. Nous allons donc attribuer ces valeurs par dfaut nos paramtres.

- Pour les paramtres ROCK, SOL_ALB et USLE_K, nous voyons que les valeurs sont plus variables. Nous allons donc comparer nos sols ceux de la base de donnes et attribuer ces paramtres les valeurs observes pour les sols ayant une composition proche.

Vous trouverez dans le dossier exemple_aide un fichier intitul user_soil_parameters.xls contenant les valeurs de ces diffrents paramtres. Vous pouvez vrifier les valeurs que vous avez obtenues en comparant avec ce fichier. Nous allons maintenant importer ces donnes dans la base de donnes des sols dARCSWAT. Pour rappel, cette base de donnes se prsente sous la forme dun fichier Access et se situe dans le rpertoire : disque C Program Files Swat ARCSWAT Databases swat2009 usersoil. Deux options sont possibles : - Editer ces paramtres dans SWAT via lditeur de base de donnes. Ce procd est assez

long puisque vous devrez taper toutes les valeurs la main mais de cette manire, vous tes sr dentrer les valeurs sous le bon format.

- Les ajouter directement dans la base de donnes Access. Cette mthode est plus rapide mais vous devrez prter attention au format des donnes.


a) Edition via lditeur de bases de donnes - Dans la barre de menu SWAT , choisissez longlet Edit SWAT Imput puis longlet

Databases .

- Une fentre intitule Edit SWAT Databases souvre. Choisissez loption User Soil

et cliquez sur OK.

- Une fentre intitule User Soil Edit souvre. Elle contient toute la liste des sols de la

base de donnes. - Pour ajouter une nouvelle entre, cliquez sur le bouton Add New . - Pour le premier sol, remplissez chacun des champs. - Les champs situs dans le cadre du bas doivent tre remplis pour chacune des couches.


- Aprs avoir fourni les valeurs pour la premire couche, slectionnez la deuxime couche.

Pour ce faire, cliquez sur la petite flche vers le bas dans le champ Soil Layer . Choisissez loption 2 et remplissez les valeurs pour la deuxime couche. Ritrez lopration pour toutes les couches.

- A la fin de ldition, sauvez les donnes en cliquant sur le bouton Save Edits .


b) Ajout dans la base de donnes La seconde solution est dajouter directement ces valeurs dans la base de donnes swat2009. - Dans le fichier SWAT2009, ouvrez la feuille usersoil .

- Recopiez vos valeurs la suite de la liste des sols amricains.

- Laissez les champs MUID , SEQN , S5ID et CMPPCT vides, il sagit de

codes attribus aux sols amricains seulement. - Commencez par remplir le champ SNAM (qui doit contenir le nom de votre sol). Le

champ OBJECTID se remplira automatiquement avec le numro suivant. - Dans cette base de donnes, il est possible dajouter jusqu 10 couches. Remplissez les

champs avec vos valeurs pour le nombre de couches dont est compos le sol et remplissez avec des 0 (zro) les couches suivantes.


Petit conseil pour faciliter lopration et la rendre plus rapide : ditez dabord la base de donnes dans un classeur Open Office (cela rendra plus simple les actions copier/coller et le recopiage) :

- Afin dobtenir la structure de base du fichier, exportez la base de donnes usersoil au format dbf.

- Dans le menu file , cliquez sur export .

- Dans le champ save as type , choisissez loption dbase iV (*.dbf) et cliquez sur Export all .


- Ouvrez votre nouveau fichier et remplissez les cases avec les valeurs des paramtres pour

les diffrents sols. - Copiez les lignes qui correspondent aux sols dans le classeur et collez-les dans le fichier

Access. - Si le message You are about to paste 16 records. Are you sure you want to paste thse

records ? apparat, cliquez sur Yes .

Lorsque vous avez fini, enregistrez les modifications apportes la base de donnes Access !

Vos donnes relatives aux types de sols sont maintenant prtes. 3.2.3 Donnes mtorologiques En ce qui concerne les donnes mtorologiques, vous aurez besoin dditer un certain nombre de fichiers et bases de donnes que nous allons dcrire ci-aprs. Les donnes mtorologiques ncessaires au calcul du bilan hydrologique sont : - les prcipitations journalires (mm) ; - les tempratures minimales et maximales journalires (C) ; - lclairement nergtique journalier (cest--dire la quantit de rayonnement solaire

incident arrivant sur une surface dun mtre carr durant une journe) (MJm2Jour1 ) ; - la vitesse moyenne journalire du vent (ms1 ) ; - lhumidit relative moyenne journalire (nombre compris entre 0 et 1).

Vous trouverez ces donnes o les donnes ncessaire leur calcul dans le dossier : Data Weather Donnes. Les prcipitations journalires sont disponibles pour trois stations du bassin (Bama, Bobo Dioulasso et Farako ba) tandis que les autres donnes ne sont disponibles que pour les stations de Bama et Bobo Dioulasso.

!


Remarque : lors des simulations, nous considrerons lexutoire du bassin versant Badara (car nous ne possdons pas de donnes de dbits pour la calibration et validation du modle pour lexutoire la station de Confluence). Nous allons donc re-dlimiter un bassin versant plus petit que loriginal. Comme vous pourrez le constater lorsque nous aurons dlimit le bassin versant, les stations mtorologiques de Bama et Bodo Dioulasso ne sont donc plus situes dans le bassin versant sur lequel nous effectuerons les simulations. Seule la station de Farako-Ba se situe dans le bassin et nous ne disposons que des donnes pluviomtriques pour celle-l (pas de donnes relative la temprature, humidit, ). Cependant, la station mtorologique de Bama nest situe qu un kilomtre environ de Badara. Afin de disposer de deux stations dans le bassin (et dau moins une possdant les donnes compltes), nous allons transposer la station de Bama Badara. Lorsque nous crerons les fichiers contenant les donnes mtorologiques, nous en crerons un pour Badara en lui attribuant les donnes de la station de Bama. Dans ce qui suit, nous donnerons une description des fichiers diter et de leur contenu (voir 3.3.2.3.1 Description des fichiers). Nous calculerons ensuite les donnes ncessaires et diterons les diffrents fichiers (voir 3.3.2.3.2 Edition des fichiers). Ceux-ci consisteront en des fichiers de type classeur , dits laide dOpen Office et que vous enregistrerez au format.dbf. Vous trouverez des exemples de ces fichiers dans le dossier exemples_aide . 3.2.3.1. Description des fichiers 3.2.3.1.1. Les fichiers fork Le premier fichier que vous allez diter reprend la liste des stations mtorologiques pour lesquelles les donnes sont disponibles ainsi que les informations concernant la localisation de ces stations. Les noms de ces fichiers doivent obir un code particulier afin de pouvoir tre intgrs au modle. Ainsi, pour une certaine variable, le fichier contenant la localisation des stations sappellera code_de_la_variablefork . Ainsi, dans le cas des tempratures, ce fichier portera le nom tmpfork , pour les prcipitations, pcpfork , (les codes des variables, noms de fichiers ainsi que leur contenu sont synthtiss au Tableau 4).

Dans ce fichier, le nom de chaque station sera code_de_la_variable_nom_de_la_station . Le fichier devra galement contenir les positions X et Y de la station ainsi que son altitude (nous dterminerons ces valeurs au point 3.2.3.2.1). Par exemple, dans le cas des tempratures, vous diterez le fichier tmpfork . Celui-ci contiendra la station de Badara (seule station pour laquelle nous disposons des tempratures). Dans ce fichier, la station portera le nom tmp_badara . 3.2.3.1.2. Les fichiers contenant les variables mtorologiques Le second type de fichier que vous devrez diter sont les fichiers contenant les valeurs des


variables mtorologiques proprement parler. Un fichier devra tre dit pour chaque variable et chaque station. Ces fichiers porteront les noms code_de_la_variable_nom_de_la_station . Pour les tempratures, vous devrez donc crer le fichier tmp_badara . Lors de lintgration des donnes mtorologiques (voir Chapitre 4), vous devrez fournir au modle les fichiers contenant la liste des stations pour chaque variable. Grce au code utilis, ARCSWAT retrouvera lui-mme les fichiers contenant les variables correspondantes. Le Tableau 4 synthtise les noms de fichiers associs aux diffrentes variables.

Tableau 4 Fichiers contenant les variables mtorologiques.

Variable Fichier de localisation Fichiers contenant les variables

(et nom de la station dans le fichier fork)

Prcipitations pcpfork badara, farako Tempratures tmpfork tmp_badara Humidit relative moyenne rhdfork rhd_badara Eclairement solaire journalier slrfork slr_badara Vitesse moyenne du vent wndfork wnd_badara

Remarque : comme vous le constatez dans le tableau, les fichiers contenant les donnes de prcipitations ne portent pas le nom pcp_badara et pcp_farako mais simplement badara et farako . Il en est de mme pour le nom de la station dans le fichier pcpfork . 3.2.3.1.3. Le fichier Weather generator data Un systme de gnration de donnes mtorologiques (weather generator data) inclus dans le modle permet galement lutilisateur de gnrer des sries temporelles partir des caractristiques moyennes (moyenne, cart-type, coefficient dasymtrie, ...) des diffrentes variables. Une composante alatoire est ajoute grce un gnrateur de nombres alatoires afin de gnrer des sries diffrentes partir dun seul set de valeurs moyennes pour chaque variable. Cette fonctionnalit permet donc deffectuer des simulations dans le cas o les donnes mtorologiques recueillies ne seraient pas suffisamment abondantes ou de mauvaise qualit. Ceci constitue un avantage certain pour les pays en dveloppement puisque les bases de donnes mtorologiques ny sont pas toujours trs fournies. Ce gnrateur de donnes mtorologiques permettra galement deffectuer des projections tenant compte de changements climatiques futurs et den tudier limpact sur le bilan hydrologique. Comme dans le cas des caractristiques des sols, ces donnes devront tre ajoutes la base de donnes dArcSWAT via un diteur de bases de donnes ou directement dans le fichier Access. 3.2.3.2. Edition des fichiers 3.2.3.2.1. Edition des fichiers fork Nous allons maintenant diter les fichiers contenant les informations sur la localisation des stations. Pour rappel, un fichier est diter pour chaque variable (pcpfork, tmpfork, rhdfork,


slrfork et wndfork). Ces fichiers sont diter dans un classeur Open Office. La premire ligne est consacre aux titres des variables tandis que les lignes suivantes seront occupes par les diffrentes stations. Les diffrentes colonnes diter sont : - ID : contient lidentifiant attribu chaque station (entier de 1 n o n est le nombre de

stations). - NAME : contient le nom de la station. Celui-ci doit tre conforme au code dcrit plus haut. - XPR : contient la coordonne selon x (latitude) de la station considre dans le systme de

projection considr. - YPR : contient la coordonne selon y (longitude) de la station considre dans le systme

de projection considr. - ELEVATION : contient laltitude (en m) de la station considre.

Nous devons tout dabord dterminer les valeurs de XPR, YPR et ELEVATION (ainsi que les valeurs de la latitude et longitude dont nous aurons besoin plus tard). Pour commencer, assurez-vous que les couches stations mtorologiques , stations hydromtriques et le modle numrique de terrain soient actives dans le projet (la case ct du nom de la couche doit tre coche). - Dtermination de XPR et YPR : - Dans la barre doutils Tools , cliquez sur licne identify (petit i dans un rond

bleu).

- Une fentre intitule identify souvre. Dans le champ identify from , choisissez la couche stations mtorologiques et dans le champ location , choisissez loption meters .


- Zoomez ensuite sur la station de Farako-Ba et cliquez sur le point reprsentant la station. Les valeurs qui apparatront dans le champ location correspondent aux coordonnes XPR et YPR.

- Remarque : ARCSWAT est un logiciel amricain et les nombres sont dont reprsents dans le systme amricain. Le sparateur des dcimales est donc le point. La virgule, elle, sert de sparateur pour les milliers. Par exemple, pour la station de Farako-Ba, la coordonne XPR est 353734,876.

- Dtermination de la longitude et latitude: ritrez lopration en choisissant loption

dcimal degrees dans le champ location . La premire valeur est celle de la longitude (pour rappel, le signe - signifie que nous nous situons louest du mridien de Greenwich) tandis que la seconde est celle de la latitude.


Remarque : plus haut, nous avions expliqu que nous allions crer une station Badara et lui attribuer les donnes de la station de Bama. Les valeurs de XPR, YPR, latitude et longitude que nous allons fournir au modle sont donc celles de la station hydromtrique de Badara. Lorsque vous dterminerez la position de cette station, choisissez la couche stations hydromtriques dans le champ identify from . - Dtermination de laltitude : - Dans le champ identify from , choisissez maintenant source DEM . - Cliquez sur le point reprsentant la station. - La valeur sinscrivant dans la fentre ct de la mention pixel value est la valeur de

laltitude (en mtres) du point considr.

Remarque : afin de retrouver plus facilement ces valeurs, sauvegardez-les dans un fichier part (dans le dossier exemple_aide , les valeurs sont stockes dans le fichier localisation_stations.xls . Nous allons maintenant pouvoir diter les fichiers fork . Pour ce faire, ouvrez un fichier de type classeur dans Open Office et remplissez les cellules comme sur lexemple des images suivantes (vous trouverez galement des exemples de ces fichiers dans le dossier exemple_aide ):


Rappels : - Editez un fichier par type de variable et sauvegardez-les sous les noms pcpfork, tmpfork,

rhdfork, slrfork et wndfork. - Dans le cas du fichier pcpfork (prcipitations), nous disposons de deux stations (Badara

et Farako-Ba) tandis que dans le cas des autres variables, nous ne disposons des valeurs que pour la station de Badara.

- En ce qui concerne les noms des stations, noubliez pas de respecter le code repris au Tableau 4).

Dans ARCSWAT, chaque variable doit tre associ un format prcis. Nous allons maintenant fixer les formats des diffrentes variables du fichier fork. Le Tableau 5 reprend les formats associs aux diffrentes variables.

Tableau 5 - Formats associs aux variables des fichiers fork .

Variable Format ID Entier NAME Texte XPR Entier YPR Entier ELEVATION Entier

Pour fixer le format dune cellule (ou dune colonne, ou dune ligne) dans Open Office : - Slectionnez la (les) cellule(s) considres, cliquez avec le bouton droit de la souris et

choisissez loption formater les cellules . - Dans la fentre formatage des cellules , choisissez la catgorie et le format adquats. - - Les champs dcimales et zros non significatifs vous renseignent sur le format que

vous avez choisi. - Dans le cas du format entier , choisissez les options Nombre et gnral . Vous

voyez que votre nombre ne possdera pas de dcimales (il est donc bien entier). - Remarque : vous pouvez galement crer votre type de format particulier dans le champ

Description de format . Nous y reviendrons plus tard.


Lorsque les formats ont t correctement dfinis, enregistrez ces fichiers au format .ods (lquivalent de .xls pour Open Office) ainsi quau format .dbf. Vos fichiers fork sont maintenant prts. 3.2.3.2.2. Edition des fichiers contenant les variables Une fois que les fichiers fork ont t dits, vous pouvez commencer diter les fichiers contenant les valeurs de chaque variable. Rappel : vous devrez diter un fichier par variable et par station en respectant le code dcrit au Tableau 4. Un exemple est fourni pour chaque variable dans le dossier exemples_aide . Pour chaque fichier, la premire colonne contiendra la date de lobservation : - Cette colonne doit porter le nom DATE . - Etant donn quArcSWAT est un logiciel amricain, la date doit tre crite de la manire

suivante : mm/jj/aa. Par exemple, le 2 mars 2009 scrira 03/02/09. - Si les observations stalent sur plusieurs annes, ajoutez-les les unes la suite des autres,

en commenant par la plus ancienne. - Lors des annes bissextiles, noubliez pas la date du 29 fvrier ! - Aprs avoir construit cette colonne, formatez les cellules. Choisissez la catgorie date

et le format 12/31/09 . Les colonnes diter pour chaque fichier ainsi que leur format sont prsentes au Tableau 6.


Tableau 6 Contenu des fichiers reprenant les variables mtorologiques.

Fichier Titre colonne(s) Contenu Format badara, farako PCP Prcipitations journalires

(mm) f(5.1), XXX.X

tmp_badara MAX, MIN Tempratures maximale et minimale journalires (C)

f(5.1), XXX.X

rhd_badara HMD Humidit relative moyenne journalire (mm)

f(8.3), XXXX.XXX

slr_badara SLR Eclairement solaire journalier (MJ/m2J)

f(8.3), XXXX.XXX

wnd_badara WND Vitesse moyenne du vent (m/s)

f(8.3), XXXX.XXX

- Les prcipitations journalires sont contenues dans les fichiers pj_valle du Kou_86-

09.xls et pj_Farako-Ba_86-09.xls pour les stations de Bama et Farako Ba. - Les tempratures maximales et minimales sont contenues dans le fichier ET0_Bama_00-

09.xls . - Les vitesses moyennes des vents sont contenues dans le fichier ET0_Bama_00-09.xls . - En ce qui concerne lhumidit relative moyenne, nous ne disposons pas de cette valeur.

Comme nous ne disposons que des valeurs maximales et minimales journalires, nous allons considrer comme approximation que leur moyenne est gale la valeur moyenne journalire. Calculez donc la moyenne des humidits relatives maximale et minimale et intgrez-la au fichier rdh_badara.

- En ce qui concerne lclairement solaire, il constitue une quantit difficile mesurer. Par contre, le nombre dheures densoleillement est, quant lui, plus facilement mesurable. La formule dAngstrm permet de calculer lclairement solaire moyen journalier partir du nombre dheures densoleillement. Utilisez le fichier solar_rad.xls pour en calculer les valeurs. Les donnes que vous aurez fournir sont :

- La latitude de la station en degrs dcimaux (nous lavons dtermine au point 3.2.3.2.1).

- Le nombre dheures densoleillement enregistr cette station. La colonne R_S vous donnera la valeur de lclairement nergtique journalier.

Il ne vous reste plus qu fixer les formats des variables. Dans lcriture f(a.b) : - a reprsente le nombre maximum de caractres que le nombre peut contenir, y compris la

virgule. - b reprsente le nombre de chiffres aprs la virgule que le nombre doit contenir.

Ainsi, un nombre possdant le format f(8.3) possde 8 caractres, dont la virgule et les trois chiffres aprs. Il reste donc 4 caractres de libre (cest--dire 4 chiffres ou 3 chiffres et le signe). Pour formater vos cellules : - Slectionnez toutes les cellules contenant des valeurs - Clic droit, formater les cellules - Dans le champ catgorie , choisissez nombre


- Dans le champ Options/dcimales , choisissez le nombre de dcimales requises (1 pour les prcipitations et tempratures et 3 pour lhumidit, le rayonnement solaire et la vitesse du vent).

- Laissez la valeur par dfaut 1 pour le nombre de zros non-significatifs (ainsi, si la valeur de la variable est comprise entre 0 et 1, elle sera affiche comme 0.xxx et non .xxx ).

Une fois que votre fichier est dit, enregistrez-le aux formats .ods et .dbf en respectant le code dcrit au Tableau 4. Vos fichiers contenant les variables mtorologiques sont maintenant prts. 3.2.3.2.3. Edition du fichier Weather Generator Data Ce fichier contient un certain nombre de variables statistiques lies aux diffrentes variables mtorologiques. Celles-ci seront utilises dans le cas o certaines donnes seraient manquantes ou si lutilisateur dsire raliser des simulations. Ces variables sont calculer sur un maximum dannes. Pour une descritpion plus prcise de ces variables ainsi que les formules permettant de les calculer, voir Neutsch et al. (2005) (Soil and Water Assessment Tool Input/Output File Documentation Version 2005). Les variables que vous devrez calculer sont (pour chaque mois de lanne) : - TMPMXa : moyenne mensuelle (mois a) des tempratures maximales journalires. - TMPMNa : moyenne mensuelle (mois a) des tempratures minimales journalires. - TMPSTDMXa : dviation standard des tempratures maximales journalires pour le

mois a. - TMPSTDMNa : dviation standard des tempratures minimales journalires pour le

mois a. - PCPMMa : prcipitations mensuelles (mois a) moyennes. - PCPSTDa : dviation standard des prcipitations journalires pour le mois a. - PCPSKWa : coefficient dasymtrie pour les prcipitations journalires pour le mois a. - PR_W1a : probabilit quun jour humide suive un jour sec durant le mois a. - PR_W2a : probabilit quun jour humide suive un jour humide durant le mois a. - PCPDa : Nombre moyen de jours o des prcipitations sont enregistres durant le mois

a. - RAINHHMXa : Prcipitations maximum durant 30 minutes sur toutes les annes

denregistrement pour le mois a. - SOLARAVa : clairement solaire journalier moyen pour le mois a. - DEWPTa : moyenne de la temprature journalire du point de rose pour le mois a. - WINDAVa : vitesse moyenne du vent pour le mois a.

Comme dans le cas des caractristiques du sol, deux options soffrent vous lors de ldition de ces donnes :

a) Edition via lditeur de bases de donnes. La marche suivre est similaire celle de lintgration des donnes relatives aux caractristiques des sols :

- Dans la barre de menu ArcSWAT, allez Edit SWAT Input Databases .


- Dans la fentre intitule Select Database to edit , choisissez loption User Weather stations et cliquez sur OK.

- Dans la fentre User Weather Stations Edits , cliquez sur le bouton Add New et remplissez les champs pour les diffrents paramtres.

- Noubliez pas de sauver rgulirement vos modifications.

b) Edition directement dans la base de donnes Access :

- Dans le fichier SWAT2009.mdb , ouvrez la base de donnes userwgn et remplissez les cellules en vous inspirant des stations fournies comme exemple.

- Comme dans le cas des caractristiques de sol, vous pouvez construire ce fichier dans un fichier de type classeur excel et le copier ensuite dans votre base de donnes.

Remarque importante concernant lintgration des donnes mtorologiques : Lors de lintgration des donnes mtorologiques au modle (voir chapitre 4), vous devrez fournir au modle le fichier contenant les variables statistiques. Durant cette opration, nous avons rencontr un certain nombre de problmes relatifs au format des donnes et nous navons pu ajouter le fichier que nous venons dditer (il devait normalement tre export au format .dbf et ajout au modle sous cette forme). Lors de cette tape, une autre solution soffre lutilisateur : charger la base de donnes des stations amricaines. Cette base de donnes est stocke dans le fichier SWAT2009.mdb Statwgn . Nous avons donc utilis une astuce afin de pouvoir intgrer nos donnes mtorologiques au modle : nous avons ajout nos stations la liste des stations amricaines. Dans le fichier statwgn, ajoutez les donnes relatives la localisation des stations et aux donnes statistiques en suivant lexemple des stations amricaines. Laissez les champs STATE (tat) et LSTATION (un code reprenant les initiales de ltat et le nom de la station) vides. Vous pourrez de cette manire intgrer les donnes relatives aux stations mtorologiques au modle.

Vos fichiers contenant les statistiques relatives aux variables mtorologiques sont prts. 3.2.4. Donnes de dbit

Dans le bassin du Kou, deux lments supplmentaires contribuent la variation du dbit : - les sources de la Guinguette, avec un apport constant de 1,7 m3/s, - la prise deau Diaradougou afin dalimenter le canal.

Dans le cas de la Guinguette, le dbit est constant, ce qui ne ncessite pas ldition dun fichier (la valeur sera simplement ajoute plus tard dans la fentre graphique). La valeur du dbit est exprimer en m3 par jour. Nous devons donc multiplier la valeur de 1,7 m3/s par 86400, ce qui nous donnera une valeur de 146880 m3/jour.

!


Dans le cas de la prise deau Diaradougou, les valeurs varient au cours du temps. Nous allons donc crer un fichier contenant les valeurs des quantits prleves au cours du temps. - Le fichier dbits prise_diaradougou.xls dans le dossier Canal contient les valeurs

par dcades des dbits (en m3/s) prlevs Diaradougou pour les annes 2006, 2007 ainsi que leur moyenne.

- La premire tape consiste transformer cette valeur en valeur journalire (en multipliant par 86400).

- Comme il sagit dune prise deau (contribution ngative au dbit), multipliez les valeurs par -1.

- Nous allons ensuite crer le fichier contenant les valeurs journalires de la prise deau Diaradougou (le fichier points_daily.txt contient un exemple des donnes diter). Ces donnes sont diter dans un fichier texte. Les formats respectifs sont prsents au Tableau 7 :

- La premire ligne contient lintitul des colonnes. Recopiez-l depuis le fichier exemple.

- La premire valeur de la ligne est la date. - La deuxime valeur de la ligne est la quantit prleve quotidiennement Diaradougou. - Nous ne considrerons pas ici les 17 autres paramtres et les considrerons donc nuls.

Pour une description de ces paramtres, voir Soil and Water Assessment Tool Input/Output documentation, version 2005 , chapitre 31.

- Enregistrez ce fichier au format .txt sous le nom points_daily .

Tableau 7 Contenu du fichier points_daily.txt

Position Variable Contenu Format 1 Date Date de la prise deau mm/jj/aa 2 Quantit deau prleve

quotidiennement Valeur moyenne de la dcade laquelle appartient le jour considr

x.xxx

3-19 Autres paramtres 0 0.000 Vos donnes sont prtes, vous allez maintenant pouvoir les intgrer au modle.


Chapitre 4 Modlisation du bilan hydrologique 4.1. Dlimitation du bassin versant Nous allons maintenant procder la dlimitation du bassin versant et au trac du rseau hydrographique.

Cette tape, comme les tapes 2 et 3 est effectuer en une seule fois. Une fois le menu Watershed delineation , ne le fermez pas avant davoir termin.

1. Dans la barre doutils ARCSWAT, slectionnez le menu Watershed Delineator et cliquez

sur Automatic Watershed delineation 3.

2. Vous vous trouvez maintenant dans la fentre Watershed Delineation (ne pas fermer !!).

3 Comme vous pouvez le constater, vous devez effectuer les oprations dans lordre. Vous naccderez qu lopration suivante lorsque vous aurez termin la prcdente (pour le moment, les menus suivants sont dsactivs).

!


3. Dans le champ DEM Setup , choisissez le modle numrique de terrain de ma valle du Kou : - Cliquez sur licne dossier . - Choisissez loption Load From Disk et cliquez sur OK

- Choisissez le fichier SRTM (chemin : data SRTM SRTM) et cliquez sur OK. - Cliquez ensuite sur licne reprsentant la carte des Etats-Unis afin de prciser quelques

proprits du modle numrique de terrain:

- Dans le champ Z Unit , choisissez meter et cliquez sur OK.

- Vous voyez maintenant que votre modle numrique de terrain a t ajout au projet.


4. Dans le champ Stream Definition : - cochez DEM Based (ARCSWAT tracera le rseau hydrographique partir du modle

numrique de terrain). - Cliquez sur licne reprsentant le quadrillage.

- A la fin de lopration, une fentre souvre : cliquez sur OK.

5. Dans le menu Stream Network , cliquez sur licne reprsentant le rseau hydrographique.

- Lorsque lopration est termine, une fentre souvre, cliquez sur OK.

Vous remarquez maintenant que le rseau hydrographique a t trac et que la couche a t ajoute au projet. Une couche de points contenant les points de confluence des branches du rseau hydrographique a galement t ajoute (Linking Stream Added Outlet). Ces points serviront la dlimitation des sous-bassins (chaque sous-bassin ne contient quune branche du rseau hydrographique).

6. Le menu Outlet and Inlet Definition permet dajouter un (des) exutoire (s) au bassin si

lexutoire que lutilisateur dsire choisir ne figure pas parmi les Linking Stream Added Outlet . Nous allons utiliser cette fonction afin de placer lexutoire de notre bassin la station de Badara.

- Ajoutez la couche reprenant les stations hydromtriques : - Dans la fentre principale (ne fermez pas la fentre Watershed

Delineation ), cliquez sur licne :


- Ajoutez la couche contenant les stations hydromtriques (Data Stations Stations hydromtriques.shp).

- La couche a t ajoute au projet. - Dans les proprits de la couche, affichez les tiquettes des points.

- A laide de la loupe, zoomez sur la station de Badara - Retournez dans la fentre Watershed delineation et cliquez sur Add dans le menu

Outlet and Inlet Definition . Un message apparat, cliquez sur OK. - Dplacez-vous sur le rseau hydrographique et placez votre curseur proximit de la

station de Badara. Cliquez avec le bouton gauche de la souris, le point devient bleu. - Si vous tes satisfait de la position de votre nouvel exutoire, cliquez avec le bouton droit

de la souris et choisissez Stop Editing .

- Ensuite, cliquez sur Oui dans la fentre Save Edits ? :

- Si vous ntes pas satisfait de la position de votre exutoire, cliquez avec le bouton droit de votre souris et choisissez Undo Create :

Votre exutoire sera supprim et vous pourrez en choisir un nouveau.

7. Dans le bassin du Kou, deux contributions sajoutent au dbit de la rivire : les sources de la Guinguette (apport deau = contribution positive) et la prise deau Diaradougou (contribution ngative). ArcSWAT permet dajouter ces contributions au bilan hydrologique. Ajoutez les couches sources.shp et canal damene.shp (dans les dossiers Sources et Canal . Celles-ci vous permetteront de reprer les sources de la Guinguette ainsi que


lemplacement de la prise deau Diaradougou. Dans lencadrement Outlet ans Inlet dfinition , cochez la case Point source input .

Ensuite, de la mme manire que pour lexutoire du bassin, ajoutez les points correspondants aux sources de la Guinguette et la prise deau dans le canal Diaradougou.

8. Nous allons maintenant choisir lexutoire du bassin versant. - Dans le menu Watershed Outlets Selection and definition , cliquez sur licne Select.

- Dans la fentre principale du projet, slectionnez lexutoire (cest--dire le nouveau point que nous venons dajouter proximit de la station de Badara). Pour ce faire, cliquez avec le bouton gauche de la souris et entourez le point.

- Un message vous annonce que vous avez bien slectionn un exutoire, cliquez sur OK.


- Si vous ntes pas satisfait de votre slection, cliquez sur Cancel Selection et recommencez lopration.

- Si vous tes satisfait de votre slection, cliquez sur licne Delineate Watershed :

- LorsquARCSWAT a termin la dlimitation du bassin versant, une fentre apparat pour vous en informer, cliquez sur OK.

9. La dlimitation du bassin versant a t effectue. Dans la fentre principale, vous constatez

quARCSWAT a ajout plusieurs couches : le rseau hydrographique ( Reach ), les sous-bassins ( Watershed ) ainsi que le bassin versant ( Basin ).


10. La dernire tape consiste calculer un certain nombre de paramtres relatifs au rseau

hydrographique et aux sous-bassins. Cette tape est assez longue. Il est donc conseill de cocher les cases Reduced Report Output , Skip Stream Geometry Check et Skip Longest Flow Path Calculation . Cliquez ensuite sur licne Calculate subbsasin parameters .

11. Une fentre annonant la russite du calcul des paramtres apparat, cliquez sur OK.

12. Enfin, cliquez sur Exit pour quitter la fentre Watershed Delineator .

Enregistrez les modifications apportes au projet ! Vous avez termin ltape de dlimitation du bassin versant

4.2. Analyse des units de rponse hydrologique (HRU) Nous allons maintenant procder la cration des units de rponse hydrologique.

Avant toute chose, ajoutez au projet les cartes (shapefiles) de loccupation des sols et pdologique. Il sagit des fichiers : - occup_terres.shp dans le dossier occup_terres ; - pdologie_zones.shp dans le dossier pdologie .

a) Dans la barre de menu ARCSWAT, choisissez longlet HRU Analysis et cliquez sur

Land Use/Soils/Slope Definition .

!


b) Le menu Land Use/Soil/Slope Definition apparat :

Celui-ci contient trois onglets : - Land Use Data (occupation des sols), - Soil Data (caractristiques des sols) - Slope (pente). Comme pour ltape prcdente, vous devez effectuer celle-ci en une seule fois, sans fermer la fentre. Cependant, lordre dans lequel vous effectuez les 3 oprations na pas dimportance (vous pouvez trs bien commencer par longlet Slope ).

c) Placez-vous dans longlet Land Use Data: - Dans le menu Land Use Grid, cliquez sur licne reprsentant un petit dossier. - Cochez la case Load Land Use Dataset(s) from the disk et cliquez sur licne open.

- Une fentre souvre et vous demande si la couche est correctement projete. Cliquez sur OK puisque nous avons vrifi que ctait bien le cas.


- Slectionnez le dossier dans lequel se trouve votre carte doccupation des sols (Data Land use occup_terres.shp). Dans le champ Show of type , slectionnez Polygon feature class . La couche occup-terres.shp apparat. Slectionnez-l.

- Une nouvelle fentre souvre. Dans le champ Pick field grid code values , choisissez

lattribut de la couche partir duquel vous allez classer vos types doccupation du sol. Choisissez loption Value .

Si vous regardez dans la table dattributs de la couche, lattribut Value correspond un code numrique attribu chaque classe doccupation. ARCSWAT vous annonce que votre carte doccupation du sol a t correctement clippe et vous donne le pourcentage de recouvrement entre votre carte et le bassin versant4. Cliquez sur OK. 4 Il se pourrait que le recouvrement ne soit pas suffisant. Dans ce cas, vous devrez dlimiter un nouveau bassin en vous assurant que le rsultat obtenu soit cohrent avec votre carte doccupation du sol.


- Dans le menu Chose Grid Field , choisissez loption Value et cliquez sur OK.

ARCSWAT classera vos classes doccupation par type et leur accordera un nombre (en commenant par 0).

- Nous allons maintenant ajouter la table de correspondance afin dattribuer aux classes doccupation le code correspondant la nomenclature dARCSWAT. Cliquez sur licne Look Up Table . Dans la fentre Land Use Look Up Table , cochez loption User Table et cliquez sur OK. Choisissez ensuite le fichier contenant cette table de correspondance (Data Land Use land_use_LUTable.dbf).

- Vous voyez maintenant que dans le menu SWAT Land Use Classification Table , chacune des classes doccupation du sol possde un code ARCSWAT.


- Cliquez sur Reclassify pour terminer lintgration des donnes doccupation.

- Une nouvelle fentre apparat pour vous annoncer que la reclassification des donnes doccupation est termine. Cliquez sur OK.

Vous avez termin lintgration des donnes doccupation du sol. Dans la fentre principale, une nouvelle couche contenant les donnes doccupation du sol est ajoute.


Avant de commencer lintgration des donnes relatives aux caractristiques du sol, enregistrez votre projet !!

d) Placez-vous maintenant dans longlet Soil Data

- Dans le menu Soils Grid , cliquez sur licne reprsentant un petit dossier. - Dans la fentre Select Soil Data qui vient dapparatre, cochez la case Load Soils

dataset(s) from disk et cliquez sur open.

!


- Cliquez sur Oui lorsque lon vous demande si la couche est projete. - Allez ensuite dans le rpertoire Data Soil. Choisissez loption Polygon Feature

Classes dans le champ Show of type . Slectionnez la couche pdologie_zones.shp et cliquez sur Select .

- Comme dans le cas de loccupation des sols, choisissez Value dans le champ Pick

Gried Field Grid Code Value et cliquez sur OK. Cliquez ensuite sur OK dans la fentre annonant que la couche a t correctement charge.

- Dans le champ Choose Grid Field , choisissez loption Value et cliquez sur OK.

- Dans le cadre Option , cochez loption Name . Vous constatez quune nouvelle

colonne intitule Name apparat dans le cadre SWAT Soil Classification Table .


- Cliquez sur licne LookUp Table pour charger la table de correspondance. - Choisissez votre table de correspondance (Data Soil Soil_LUTable.dbf .

- Cliquez sur licne Reclassify . - Dans la fentre Soils reclassify completed ! , cliquez sur OK.


e) Placez-vous maintenant dans longlet Slope

- Dans le menu Slope Discretization , cochez la case Multiple Slope - Dans le menu Slope Classes :

- Choisissez 3 dans longlet Number of Slope Classes . - Dans longlet Current Slope Class , slectionnez dabord la premire classe. Dans

longlet Class Upper Limit , inscrivez la valeur limite suprieure pour la pente de la classe 1 (en %).

Ritrez lopration pour la deuxime classe. Vous remarquez que les diffrentes valeurs limites ont t ajoutes au tableau contenant les classes dans le menu SWAT Slope Classification Table . Cliquez maintenant sur licne Reclassify .


Une fentre vous indiquant que la reclassification des classes de pentes est termine apparat, cliquez sur OK.

Lintgration des donnes relatives la pente est termine. Dans la fentre principale, une couche reprenant les classes de pente est ajoute.

f) La cration des diffrentes couches est maintenant presque termine. Afin de crer les units de rponse hydrologique, cliquez sur licne Overlay .

g) Une fentre apparat vous indiquant que la dfinition de loccupation du sol, des caractristiques du sol et de la pente est termine. Cliquez sur OK.

Noubliez pas denregistrer les modifications apportes votre projet !!

h) Nous allons maintenant procder la cration des units de rponse hydrologiques proprement parler. - Dans le menu HRU Analysis , choisissez le menu HRU Definition .

!


- Une fentre intitule HRU Definition HRU Thresholds souvre. Dans cette fentre,

nous allons choisir la mthode de dfinition des units de rponse hydrologique :

- Dans le cadre HRU Definition , cochez loption Multiple HRU . Dans ce cas, plusieurs HRU seront cres par sous-bassin.

- Le cadre Thresholds permet de dfinir une une superficie minimum pour quune zone soit considre comme unit de rponse hydrologique. Cette option permet dliminer les zones trop petites. Choisissez loption Percentage . Dans ce cas, la valeur seuil considre sera exprime en pourcentage de la superficie du bassin versant.

- Daprs le guide de lutilisateur dARCSWAT, 20% est la valeur communment admise pour les 3 classes (land use, caractristiques du sol et pente).

- Utilisez le curseur pour fixer ces valeurs ou inscrivez-les directement dans les cadres. - Cliquez ensuite sur licne Create HRUs . - Lorsque lopration est termine, une fentre annonant que les units de rponse

hydrologique ont t dfinies apparat. Cliquez sur OK.


- La dfinition des units de rponse hydrologique est termine. - Dans lencadrement prsentant les diffrentes couches du projet, une couche de type table

dattributs intitule hrus est ajoute.

- Vous pouvez louvrir en cliquant avec le bouton droit de la souris et en choisissant loption Open .


!


i) Vous avez maintenant la possibilit de crer des rapports concernant lanalyse des units de rponse hydrologique.

- Dans la barre de menu dARCSWAT, choisissez le menu HRU Analysis HRU

Analysis Reports . - Dans la fentre HRU Analysis Reports , vous pouvez crer deux rapports contenant

diverses informations sur lopration.

- Une fois que ces rapports ont t crs (en choisissant lun des rapports et en cliquant sur

OK), vous pouvez les enregistrer dans un fichier texte via le menu Fichier Enregistrer sous.

Vous avez termin ltape danalyse des units de rponse hydrologique.


4.3. Intgration des donnes mtorologiques Lors de cette tape, nous allons intgrer les fichiers relatifs aux donnes mtorologiques au modle.

a) Dans la barre de menu ARCSWAT, choisissez Write Input Tables Weather Stations .

b) Une fentre intitule Weather Data Definition souvre. Cest dans cette fentre que vous allez choisir les fichiers relatifs aux diffrentes variables mtorologiques.

Cette fentre contient 6 onglets (un pour chaque type de fichier que vous aurez introduire) : - Weather Generator Data : dans ce menu, vous devrez charger le fichier gnral contenant

les localisations des stations ainsi que les diffrentes valeurs statistiques que nous avons calcules au chapitre prcdent. Vous devrez obligatoirement fournir un fichier au modle lors de cette tape (voir aprs).

- Les autres onglets sont les onglets relatifs aux variables mtorologiques (prcipitations, tempratures, humidit relative, rayonnement solaire et vitesses du vent). Ces donnes sont optionnelles. Si vous ne possdez pas certaines de ces donnes, les statistiques contenues dans le fichier Weather Generator Data serviront les simuler.

c) Placez-vous dans longlet Weather Generetor Data . Comme nous avons ajout nos stations

la liste des stations amricaines, cochez la case US Database (cette cage est coche par dfaut) et cliquez sur licne . Une fentre souvre et vous informe que la base de donnes a t correctement charge. Cliquez sur OK.


Vous tes de retour dans la fentre Weather Data Definition .

Ne cliquez pas tout de suite sur OK (cela fermerait la fentre et vous ne pourriez pas intgrer les autres donnes)

d) Placez-vous dans longlet Rainfall Data .

- Puisque nous possdons les donnes de prcipitations, cochez loption Raingages (si

vous ne possdez pas ces donnes, choisissez loption simulation ). - Dans le champ Precip Timestep , choisissez le pas de temps relatif ces donnes. Dans

notre cas, les donnes sont journalires. Choisissez donc loption Daily . - Enfin, dans le champ Locations Table , choisissez le fichier contenant la localisation

des stations, cest--dire le fichier pcpfork.dbf . Pour rappel, grce au code que nous avons utilis pour le nom des diffrents fichiers, le modle trouvera lui-mme les fichiers contenant les donnes de prcipitations.

e) Procdez de mme pour les autres onglets. Pour rappel, voici les fichiers que vous devrez fournir pour les diffrentes variables :

Variable Onglet Fichier Tempratures Temperature Data tmpfork.dbf Humidit relative moyenne Relative Humidity Data rhdfork.dbf Rayonnement solaire Solar Radiation Data slrfork.dbf Vitesse du vent Wind Speed Data wndfork.dbf

!


f) Lorsque vous avez termin, cliquez sur OK.

g) ARCSWAT va crer les diffrentes tables contenant les variables mtorologiques. Cette opration peut prendre un certain temps. Lorsque celle-ci est termine, une fentre vous informera que la base de donnes a t cre. Cliquez sur OK.

h) Vous pouvez constater quune nouvelle couche contenant les stations mtorologiques a t ajoute au projet.

Noubliez pas denregistrer les modifications apportes votre projet !! Vous avez termin ltape dintroduction des donnes mtorologiques.

4.4. Cration des bases de donnes Dans cette section, nous allons crer les bases de donnes contenant les diffrents paramtres et variables qui seront utiliss dans la simulation.

a) Dans la barre de menu ARCSWAT, choisissez Write Input Tables Write all .

!


b) Une fentre apparat et demande si vous voulez utiliser la valeur par dfaut pour le coefficient de Manning. Cliquez sur Oui .

c) Vous pouvez suivre la progression de lopration dans la fentre :

d) Lorsque lopration est termine, une fentre vous en informe. Cliquez sur OK.

Noubliez pas denregistrer les modifications apportes votre projet !! !


4.5. Ajout des contributions de la Guinguette et de la prise deau Durant cette tape, nous allons ajouter au projet les contributions des sources de la Guinguette ainsi que de la prise deau Diaradougou. 4.5.1. Contribution des sources de la Guinguette

a) Dans la barre de menu ArcSWAT, slectionnez Edit SWAT Input Point Source Discharges .

b) Une fentre intitule Select Point Source souvre. Dans le champ Select Point Source , vous pouvez choisir le numro du sous-bassin auquel appartient votre source ponctuelle. Dans le cas des sources de la Guinguette, slectionnez le sous-bassin 4 et cliquez sur OK.


c) Dans la fentre intitule Edit Point Source Inputs , cliquez sur le bouton Edit Values .

d) Comme nous lavons expliqu au chapitre 3, la contribution des sources de la Guinguette est continue dans le temps et est de 1,7 m3/s ou 146880 m3 par jour.

- Dans le champ Select Point Source Data Type , choisissez loption Constant . Cela signifie que nous allons fournir une valeur constante au modle, exprime en m3/s.


- Dans le champ Flow (m3) , inscrivez la valeur de la contribution de la Guinguette. - Laissez les autres champs nuls par dfaut. - Cliquez sur Save Edits . - Une fentre apparat vous informant que vos modifications ont t sauves, cliquez sur OK.

De retour dans la fentre Select Point Source Data Type , cliquez sur le bouton Exit .

4.5.2. Contribution de la prise deau Diaradougou

a) Dans la fentre Select Point Source , slectionnez le sous-bassin 1 et cliquez sur OK.

b) Vous vous trouvez de nouveau dans la fentre Edit Point Source Inputs .

- Cliquez sur le bouton Edit Values . - Dans le champ Select Point Source Data Type , slectionnez loption Daily records . - Cliquez de nouveau sur le bouton Edit Values . - Dans le champ Average Daily Loading File , choisissez le fichier points_daily.txt

(que vous aviez sauvegard dans le dossier Canal ). - Une fentre apparat vous informant que vos modifications ont t sauves, cliquez sur OK.

De retour dans la fentre Select Point Source Data Type , cliquez sur le bouton Exit .

c) Dans la fentre Select Point Source , cliquez sur Cancel pour clturer lopration.


Vous avez termin lintgration des donnes, vous allez maintenant pouvoir passer ltape des simulations.

!


4.6. Simulations

a) Dans la barre doutils ArcSwat, allez dans SWAT simulation Run SWAT

b) Vous vous trouvez maintenant dans une fentre intitule Setup and Run SWAT Model Simulation .

- Dans lencadrement Period of simulation , indiquez les dates de dbut et de fin de simulation en respectant le format amricain (mm/jj/aaaa).

- Dans lencadrement Printout settings , choisissez le pas de temps que vous dsirez pour vos donnes de sortie. Dans notre cas, nous allons choisir un pas de temps journalier ( Daily ).

- Laissez les autres options par dfaut. - Cliquez sur le bouton Setup SWAT Run (prparation de la simulation).


c) Lorsque cette opration sera termine, une fentre apparatra pour vous en informer. Cliquez sur OK.

d) Vous remarquez que le bouton Run SWAT devient visible. Cliquez dessus pour commencer la simulation.

e) Lorsque la simulation sera termine, une fentre apparatra pour vous en informer. Cliquez sur OK.


f) Les rsultats de la simulation sont maintenant stocks dans un fichier temporaire. Il est conseill de les enregistrer de manire permanente.

- Dans la barre de menu ArcSWAT, allez dans Run SWAT Read SWAT Output .

Une fentre intitule SWAT Output souvre.

- Cliquez sur le bouton Import Files to Database . - Dans le champ Save current simulation , entrez le nom sous lequel vous voulez

enregistrer votre simulation (par exemple simulation1 ) et cliquez sur le bouton Save Simulation . Lorsque votre simulation est sauve, une fentre souvre et vous en informe. Cliquez sur OK.

- De retour dans la fentre SWAT Output , cliquez sur le bouton Cancel pour quitter ce menu.

g) Les rsultats relatifs cette simulation seront enregistrs dans un dossier portant le nom de la

simulation. Ce dossier sera localis dans le dossier contenant votre projet : model_kou scenarios simulation1.


4.7. Description des fichiers de sortie Dans ce paragraphe, nous allons brivement dcrire les dossiers et fichiers de sorties relatifs la simulation. Pour une description complte, voir (Neitsch et al., 2005) (Soil and Water Assessment Tool Input/Output File Documentation Version 2005), disponible sur le site internet de SWAT.

La figure suivante prsente les diffrents dossiers prsents dans le dossier model_kou .

- Le fichier model_kou.mxd est le projet ArcSWAT proprement parler.

- Le fichier model_kou.mdb contient diffrentes bases de donnes relatives au projet. Il contient entre autres des informations sur les sous-bassins, les HRUs, les stations mtorologiques,

- Le dossier Watershed contient des fichiers relatifs au bassin versant (shapefiles, grids, fichiers texte, ) : dlimitation du bassin versant, du rseau hydrographique, des units de rponse hydrologique, localisation des stations mtorologiques,

- Le dossier Scenarios contient les diffrentes donnes de sorties. Si plusieurs simulations ont t enregistres, vous trouverez un dossier par simulation.

- Le dossier TablesIn contient les donnes dentre du modle sous forme de fichier Access. Les donnes que lon y retrouve sont les mmes que celles stockes dans la base de donnes model_kou.mdb .

- Le dossier TablesOut contient la description des diffrentes donnes de sorties.

- Le dossier TxtInOut contient les donnes de sortie. Il contient des fichiers gnraux, rassemblant des donnes pour les diffrents sous-bassins ainsi que des fichiers particuliers chaque sous-bassin et unit de rponse hydrologique (ainsi, un fichier dont le nom contient le code 000060002 est rattach au sous-bassin 6 et lunit de rponse hydrologique 2 dans ce sous-bassin).


4.8. Analyse de sensibilit et calibration/validation Avant de pouvoir interprter les rsultats, deux grandes tapes seront encore ncessaires.

Premirement, une analyse de sensibilit permettra de dterminer les paramtres et donnes dentre ayant le plus dinfluence sur les sorties du modle. En effet, nous rappelons (voir chapitre 3) que nous ne disposions pas de toutes les donnes dentres ncessaires au fonctionnement du modle. Nous avons donc t contraint deffectuer des estimations et approximations (notamment concernant les caractristiques des sols). Il serait donc intressant de dterminer les paramtres ayant peu dimportance sur le bilan hydrologique et ceux pour lesquels une tude plus pousse devrait tre ralise.

Ensuite, une fois que lanalyse de sensibilit aura t ralise, le modle devra tre calibr et valid.

Pour plus dinformations propos de ces oprations, voir (Winchell et al., 2007) (ArcSWAT Interface for SWAT2005 Users Guide).

Bibliographie Biesbrouck B., Wyseure G., Van Orschoven J. and Feyen J., AVSWAT 2000, Katholieke Universiteit Leuven (K.U.Leuven) Laboratory for Soil and Water Management (LSWM), 2002 Gassman P.W., Reyes M.R. , Green C.H., Arnold J.G., The Soil and Water Assessment Tool: Historical development, applications, and future research directions, American Society of Agricultural and Biological Engineers, Vol. 50 no 4, 2007, pp, 1211-1250 Jaffrain G., Guide technique de la nomenclature BDOT Burkina Faso, 2005, IGN France International Neitsch S.L., Arnold J.G., Kiniry J.R., Srinivasan R., Williams J.R., Soil and Water Assessment Tool: - Input/Output File documentation Version 2005, 2005, URL : http://swatmodel.tamu.edu/media/19754/swat-io-2009.pdf Winchell, M., Srinivasan, R., Di Luzio, M., Arnold, J., ArcSWAT Interface for SWAT2005 User's Guide, 2007, URL : http://www.geology.wmich.edu/sultan/5350/Labs/ArcSWAT_Documentation.pdf Placer County California Community Development Resource Agency, Build-out Condition Land Use Look Up Table, URL : http://www.placer.ca.gov/Departments/CommunityDevelopment/Planning/PCCP/WatershedPlanning/~/media/cdr/Planning/PGCC/AppendixC%20pdf.ashx, dernire consultation 24/10/11

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