Evaluation of the REW model on the Donga catchment (Benin) for the representation of several hydrological processes.

Within the AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analysis) project, the Donga catchment (586km2) in Benin has been subject to a dense instrumentation in order to better understand the physical processes and better simulate them at the catchment scale. A strategy of observation has been undertaken since 1998, on various compartments of the hydrological cycle like: surface runoff, water level in domestic wells, soil moisture on typical vegetation stands, etc. This catchment is found appropriate to test the REW concept model, REW-v4.0, describing the main local processes at the sub-watershed scale. The goal of this study is to evaluate the model ability to reproduce the discharge at the outlet, at intermediary stations, and also to reproduce the watertable dynamics and the vadose zone dynamics at the sub-catchment scale. Soils were characterised with the help of Beerkan infiltration measures and a pedology map. The soil parameterisation was found to be a crucial problem as no quantitative data were available below the soil surface. The soils parameters needed to be adjusted in order to take into account the decrease in soil porosity with depth. This adjustment allows the reproduction of a 3 months delay between the first rainfalls and the first observed discharges in the river bed. Thus, the model simulates quite well discharge at the outlet and at some intermediary stations as soon as the drainage area is above 100 km2. On every REW, the model was found to simulate much deeper water table surface even if the annual dynamics representation was improved by soil porosity adjustment. / Dans le cadre du projet AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analysis), le bassin de la Donga au Bénin (586 km2) est densément instrumenté afin de bien comprendre les processus hydrologiques mis en jeu et mieux les simuler à l`échelle du bassin versant. Une stratégie d`observations, incluant les différents compartiments du cycle hydrologique tels que le ruissellement de surface, les niveaux d`eau dans les puits villageois, l`humidité des sols sur des couverts végétaux typiques, a été mise en place. Ce bassin versant est approprié pour tester les concepts du modèle REW_v4.0, qui décrit les processus hydrologiques principaux à l`échelle des sous-bassins versants. L`objectif de l`étude est d`évaluer la capacité du modèle à reproduire les débits à l`exutoire mais aussi à des stations intermédiaires, ainsi que la dynamique des niveaux d`eau dans les puits et la dynamique dans la zone non saturée à l`échelle des sous-bassins. Les sols ont été caractérisés à l`aide d`essais d`infiltration Beerkan et une carte pédologique. On a montré que la paramétrisation des propriétés du sol était capitale, bien qu`aucune donnée ne soit disponible pour les horizons profonds. Il a fallu ajuster les paramètres sol afin de prendre en compte la décroissance de la porosité avec la profondeur. Ceci nous a permis de reproduire le décalage de 3 mois entre les premières pluies et le début des écoulements dans la rivière. Le modèle simule correctement les débits à l`exutoire dès que la surface du sous-bassin est supérieure à 100 km2. Sur les différents sous-bassins, le modèle simulait une hauteur de nappe beaucoup plus profonde que celles qui est observée, même si l`ajustement des paramètres du sol a permis d`en améliorer la dynamique.