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Small reservoirs have developed across semi-arid areas as a low cost solution for millions of rural small holders to harvest scarce water resources. Studies have highlighted limited agricultural water use and low water availability on individual reservoirs, but no information exists on the drought patterns of multiple small reservoirs. Their small size and dispersion prevents individualised hydrological monitoring, while hydrological modelling suffers from rainfall variability and heterogeneity across data sparse catchments and reservoirs. A semi-automated original approach exploiting free, archive Landsat satellite images is developed here for long-term monitoring of multiple ungauged small water bodies. Adapted and tested against significant hydrometric time series on three lakes, the method confirms its potential to monitor water availability on the smallest water bodies (1–10 ha) with a mean RMSE of 20,600 m3 (NRMSE = 26%). Uncertainties from the absence of site-specific and updated surface-volume rating curves were here contained through a power relationship adapted over time for silting based on data from 15 surrounding lakes. Applied to 51 small reservoirs and 546 images over 1999–2014, results highlight the ability of this transposable method to shed light on flood dynamics and allow inter annual and inter lake comparisons of water availability. In the Merguellil upper catchment, in Central Tunisia, results reveal the significant droughts affecting over 80% of reservoirs, confirming the need for small reservoirs to maintain a supplementary irrigation objective only.

formes alternatives ou complementaires a la production primaire planctonique. Du fait de la faible profondeur des reservoirs, le sediment peut constituer un support favorable au developpement d’algues benthiques actives si elles sont suffisamment eclairees. D’importants peuplements de macrophytes peuvent par ailleurs coloniser la peripherie des retenues, tandis que la presence en grand nombre de supports divers (arbres ennoyes, macrophytes) est susceptible de favoriser le developpement du periphyton.

Introduction Le nord de la Côte d'Ivoire est caractérisé par un climat relativement humide (1 200 mm par an), mais avec des périodes très sèches qui alternent avec des périodes de fortes précipitations. Le contrôle de l'eau à des fins d'intensification des activités agricoles et pastorales y est apparu comme une nécessité. Plusieurs centaines de petites retenues d'eau (surface < 1 km2) souvent formées à partir d'une digue barrant un bas-fond ont ainsi été créées au cours des dernières décenni...

This article draws from the fields of anthropology of development and sociology of science to bring new light on the discourses and dynamics of agricultural water management in Sub-Saharan Africa. Specifically, it investigates the persistence of a long-standing and apparently contradictory narrative that posits small reservoirs as a solution to the region's agricultural water challenges, despite recurrent reports of their low performance. The prevalence of small reservoirs is due to their role as “anchoring devices”; they embed a narrative of “having great potential” but in ways that intersect multiple interests and development discourses. The gap between intention and practice that characterizes small reservoirs marks a stable interpretation of their nature and outcomes in the face of conflicting evidence. Understanding the interactions between discourse, policy formulation, and implementation that sustain development projects departs from a linear vision of development. It paves the way toward improved agricultural water management

International audience; Plus sûrement encore qu'au changement climatique, la gestion de la ressource en eau sur le fleuve Niger va devoir faire face à des défis majeurs dans un avenir très proche, en lien avec une croissance de la population en Afrique noire, la plus importante qui soit au niveau mondial, multipliant les besoins en eau d'irrigation, en eau potable, en énergie hydroélectrique. Si les grands aménagements hydrauliques (barrages) ont des effets assez bien connus, d'ailleurs ambivalents (écrêtement des crues, soutien des étiages), l'impact des petits aménagements, beaucoup plus nombreux, notamment sur le sous-bassin du Bani, n'a pas été jusqu'à ce jour étudié. L'heure devrait donc être à la mise en place d'observatoires scientifiques permettant de hiérarchiser les facteurs conditionnels d'une évolution des écoulements dans les prochaines années.

Rural Development attempts in Burkina Faso : areas using mechanical machinery , small dams and Boulbi rice area. After the Second World War, several attempts were made in order to improve the agricultural production in Burkina Faso, particularly that of rice. A first crop trial of rural depression areas using mechanical machinery failed rapidly. Rice growing was continued under more modest basis by a development company, then by a state entity, requesting the farmers' participation more, but it did not give good results either for multiple material and social reasons, especially because of the low interest of village dwellers for rice growing. Since its creation in 1956, the Agricultural Engineering launched an important operation to create balancing water reservoirs by small dams, which proved to be poorly efficient. A further water policy together with the intervention of various national bodies and an international funding enabled to count now more than 300 of them in 1983, of which 30 were supplemented downstream by perimeters devoted to irrigated cultivation. Despite the normal interest of farmers in these achievements, the very small superficy of these allocated plots, the competition between rice growing and that of traditionnal crops, the meager crops and incomes they supplied, often led to neglect rice to the benefit of market gardening crops which had a better yield The pluvial rice crop was an ancient tradition in Burkina, especially in the South-East of the country. An increase of its national production will demand a rise in consumption ; the later was sharply unsufficient even considering the policy of rice growing perimeters. The assessment of the case of the rice plain of Boulbi illustrates the reasons of this situation ; developed by a Chinese team since 1 956, it allowed to extend the growing surface up to 75 ha in 1973, on which each farmer had a plot of 20 ares at his disposal, and then 30 ares a few years later. Rice growing in the humid season was performed in rotation with the market gardening crop in the dry season. Ploughing, transplanting use of fertilisers and pesticides, enabled to have good yields. But however this apparantly satisfying achievement had several defects : the traditionnal estate owners, expropriated by the state, stayed partly on the sidelines of the project ; nearly 45 % of plots were allocated to city-dwellers (civil servants, traders...) who used a salaried labour to cultivate them : they represented the great majority of the leading team of the cooperative company, that managed the perimeter, and which decisions were made for their own benefit. Huge yield discrepancies between farmers and non-farmers appeared. That is why for the farmers, millet cultivation still mobilised the essential part of the activity : rice growing represented for them only a modest financial revenue, and has never been an efficient means of development. Since 1973, several reasons led to the production decline : diminishing of the cultivated surfaces due to water shortage, non-respect of certain technical themes, higher cost of fertilisers, non-availability of labour, degradations of facilities... A rehabilitation of the perimeter seemed to be indispensable, but risked to be unsufficient, if not given totally to the farmers' responsability., Après la Seconde Guerre mondiale, diverses tentatives ont été faites pour améliorer la production agricole au Burkina Faso, en particulier celle du riz. Un premier essai de culture des bas-fonds par des moyens mécaniques échoua rapidement. Reprise sur des bases plus modestes par une société de développement puis par un organisme d’Etat, faisant davantage appel à la participation des paysans, elle ne donna pas non plus de bons résultats pour de multiples raisons matérielles et sociales, en particulier à cause du faible intérêt des villageois pour la culture du riz. Dès sa création en 1956, le Génie Rural lança une opération importante de création de retenues d’eau par de petits barrages qui s’avérèrent peu efficaces. Une politique de l’eau plus poussée faisant intervenir divers organismes nationaux et un financement international permit d’en compter plus de 300 en 1983, dont une trentaine complétés en aval par des périmètres destinés à la culture irriguée. Malgré l’intérêt certain des paysans pour ces réalisations, la très petite superficie des parcelles allouées, la concurrence entre la culture du riz et celle des céréales traditionnelles, la modestie des récoltes et des revenus qu’elles procuraient, ont souvent fait négliger le riz au profit des cultures maraîchères, d’un meilleur rapport. La culture pluviale du riz était de tradition ancienne au Burkina, surtout dans le Sud-Ouest du pays. Une augmentation de sa production nationale exigeait un accroissement de la consommation ; celle-ci, recherchée par une politique de périmètres rizicoles, a été très insuffisante ; les raisons en apparaissent à travers l’analyse du cas de la plaine rizicole de Boulbi. Aménagée par une équipe chinoise à partir de 1956, elle permit d’étendre la surface cultivée à 75 ha en 1973, sur laquelle chaque exploitant disposait d’une parcelle de 20 ares, passée quelques années plus tard à 30 ares. La culture du riz en saison humide alternait avec la culture maraîchère de saison sèche. Labour à la charrue, repiquage, utilisation d’engrais et de pesticides, permettaient d’obtenir de bons rendements. Mais cette réalisation apparemment satisfaisante avait pourtant plusieurs défauts : les propriétaires traditionnels du sol, expropriés par l’État, sont en partie restés à l’écart du projet ; près de 45 % des parcelles ont été attribuées à des citadins (fonctionnaires, commerçants...), qui utilisaient une main-d’œuvre salariée pour les cultiver : ceux-ci constituaient l’essentiel de l’équipe dirigeante de la coopérative qui gérait le périmètre, et dont les décisions étaient prises pour leur plus grand profit. Il en résultait d’énormes différences de gains entre agriculteurs et non-agriculteurs. C’est pourquoi, pour les paysans, la culture du mil mobilisait toujours l’essentiel de leur activité : la riziculture n’était pour eux qu’un appoint financier modeste, et n’était en aucun cas un moyen efficace de développement. À partir de 1973, plusieurs raisons ont amené le déclin de la production : diminution des surfaces cultivées par manque d’eau, non-respect de certains thèmes techniques, hausse du coût des engrais, non-disponibilité de la main-d’œuvre, dégradations des installations... Une réhabilitation du périmètre s’avérait indispensable, mais risquait d’être insuffisante s’il n’était pas remis entièrement entre les mains des paysans., Ouedraogo Dieudonné. Des tentatives de développement rural au Burkina Faso : « opération plaines mécanisées », petits barrages et périmètre rizicole de Boulbi. In: Espaces enclavés : À propos de développement rural en Afrique Noire. Talence : Centre de recherche sur les espaces tropicaux, 2007. pp. 37-65. (Espaces enclavés)

la disponibilite de la ressource en eau est l’un des elements qui conditionnent fondamentalement la valorisation des petits barrages. Edifies voila deja plusieurs annees, voire dizaines d’annees, on sait maintenant que les chroniques anciennes utilisees pour le dimensionnement des ouvrages different singulierement des chroniques mises a jour avec les donnees des annees recentes (HUBERT et al., 1998). Paradoxalement, tandis que les series pluviometriques se caracterisent par une nette diminution des apports, des travaux recents revelent simultanement une augmentation des coefficients de ruissellement des bassins versants (MAHE et al., 2003). Le comportement hydrologique des bassins soudano-saheliens parait de fait en pleine mutation : l’effet direct d’un changement climatique, l’evolution des couverts vegetaux, des etats de surface et d’occupation des sols sur les bassins versants, ou encore la perturbation des reseaux hydrographiques par la multiplication d’ouvrages de prise et de stockage sont autant d’elements susceptibles d’interagir. En tout etat de cause, la capacite actuelle des retenues et les conditions (climatiques et hydrologiques) necessaires a leur remplissage doivent desormais etre reevaluees.

En raison du développement de l'industrie légumière, les retenues collinaires à vocation d'irrigation se multiplient dans le département du Morbihan (Bretagne, France). Même si de tels aménagements hydrauliques ont une influence individuelle faible, leur multiplication et leur concentration géographique peuvent avoir des conséquences dommageables sur l'hydrologie de surface. Nous proposons d'utiliser une fonction de transfert de type Hydrogramme Unitaire Géomorphologique, basée sur l'identification de la fonction aire normalisée du bassin versant contribuant effectivement à l'écoulement et sur l'estimation d'une vitesse moyenne d'écoulement dans les thalwegs. Le déterminisme de cette fonction de transfert permet de semi-distribuer l'afflux pluviométrique. Il nous permet en outre de proposer une méthodologie de simulation explicite de l'effet agrégé des retenues collinaires, connaissant leur mode de fonctionnement hydraulique local. Puis, pour le bassin versant pilote de l'Yvel (302 km2), nous étudions a priori l'impact de l'implantation de retenues collinaires selon un scénario géographique de développement préférentiel et pour différents degrés d'intensification., In response to the increasing demand from the food industry for fresh produce, many farms located in the administrative county of Morbihan (Brittany, France) have intensified their vegetable crop production (e.g. peas, beans, spinach) due to their high value. To obtain the best yields and to respect contracts signed with industrial partners, irrigation has been widely used by the farming community to support this production. Since 1989, 500 to 600 ha/year of irrigated farmland have been developed with financial support from state, regional and county agencies. The official purpose of this financing program is to irrigate 50% of the fields cultivated for vegetable crops. Water use for irrigation was estimated to be 6 million m3 in 1999. The demand for irrigation coincides with the period of low water levels in the stream. Thus, there is strong competition with drinking water demands and ecological flow requirements. Moreover, the potential use of groundwater to fulfill these demands is not possible. One of the solutions is to build small headwater dams to store winter flows and use this resource during the growing season. In order to help local public authorities assess their strategy, we need to develop a robust quantification method to study the impact of this development.The 302 km2 Yvel watershed is the site of a highly developed region of small headwater dams because the geological substratum is composed mainly of schist with low groundwater reserves, precipitation is less than the regional average, and the industrial demand for vegetable crops is high. For all these reasons, this watershed is particularly vulnerable. Moreover, from a regional policy point of view, the downstream part of the watershed is located within the Morbihan county whereas the upstream part is located within the Côtes d'Armor and Ille et Vilaine counties, which do not provide any financial support for irrigation development. The current concentration of headwater irrigation dams reflects these regional development incentives as dams are mostly built in the downstream part of the watershed.To study the impact of small headwater dams on watershed hydrology, we propose a conceptual tool built around a geomorphological instantaneous unit hydrograph (GIUH) modelling approach. The GIUH structure, which is based on the effective watershed normalized area function and an estimated mean flow velocity, allows for the explicit accounting of dams and, and thus, can be used for a priori assessment studies. It can also be used in a semi-distributed perspective, where spatial discretization is determined from rainfall variabilities instead of gauging station constraints. These two points allowed us to study three regional irrigation development scenarios: construction of 100, 200 and 300 future headwater irrigation dams. Using two observed rainfall events, we showed that the simulated hydrograph shape at the watershed outlet can be significantly modified. In conclusion, in situ observations and simulation results suggest that : (1) headwater dams do not have any impact when reservoirs are full - lamination is locally observed and thus, does not have any impact on the watershed hydrograph; (2) a spatially homogeneous implementation of headwater dams modifies the watershed hydrograph according to a contributing watershed area ratio; similar behaviour is observed for low water level periods; and (3) localized implementation can be studied through modelling with enough precision to give relevant information to decision makers.

Dans le milieu aride et semi-aride tunisien, les aménagements de conservation des eaux et du sol jouent un rôle important dans la collecte et le stockage sur les versants des eaux de ruissellement. Cependant l'impact de ces aménagements sur les écoulements reste mal connu. Pour évaluer l'impact de banquettes à rétention totale à l'échelle d'un bassin versant situé au centre de la Tunisie, en zone semi-aride, nous nous proposons dans cet article d'utiliser le modèle géomorphologique H2U, fonction de transfert basée sur la répartition des chemins de l'eau à la surface du bassin. Pour la reconstitution des crues, ce modèle a été couplé à une fonction de production qui définit la pluie nette (lame ruisselée) à partir de la hauteur précipitée sur le bassin versant.Entre juillet 96 et juillet 97, le bassin versant d'El Gouazine (18,1 km2) a été aménagé en banquettes à rétention totale. La longueur moyenne de ces banquettes est d'environ 100 m pour une hauteur moyenne de 1,50 m. L'écartement moyen entre les banquettes est de 25 m. La superficie aménagée sur le bassin versant est de 783 hectares, soit 43 % de sa superficie. Cet aménagement a intéressé principalement les terres de culture et une partie des parcours dégradés transformés à cette occasion en terres de culture. Dès lors, sur ce bassin, les eaux de ruissellement sont interceptées par ces levées de terre et elles n'atteignent l'oued principal qu'après avoir rempli les fossés créés en amont des banquettes.Avant l'aménagement en banquettes, le coefficient de ruissellement global du bassin versant était de l'ordre de 7 à 8 % pour les hauteurs de pluie inférieures à 20 mm et compris entre 20 et 30% pour les hauteurs de pluie supérieures à 20 mm. Les pluies d'automne (septembre - octobre) présentaient les coefficients de ruissellement les plus forts car elles sont caractérisées par des intensités très élevées et les sols ne sont pas encore couverts par les végétations naturelles et cultivées. Ils présentent alors des croûtes de battance qui limitent l'infiltration des eaux de ruissellement. Le calage du modèle H2U (fonctions de transfert et de production associée) sur 12 crues avant aménagement a fourni une pluie d'imbibition initiale de 10 mm, une intensité limite pour l'apparition de ruissellement de 3,6 mm.h-1, un coefficient de ruissellement efficace de 42 % et un temps moyen de parcours de l'ordre de 40 minutes. Le modèle a été par la suite validé pour la crue du 20 septembre 1995. Les critères d'ajustement sont bons pour le calage et pour la validation.Le critère de Nash appliqué aux débits ruisselés est de 0,62 à 0,96 pour le calage et de 0,96 pour la validation.Après l'aménagement, les pluies enregistrées n'ont engendré qu'un faible ruissellement : un coefficient de ruissellement compris entre 1 à 3% pour les pluies de 30 à 50 mm, un coefficient de ruissellement de 9% pour une pluie de 80 mm (24 septembre 1998). L'utilisation du modèle H2U nous a permis d'évaluer l'impact des banquettes en comparant directement les crues observées avec aménagement et les crues reconstituées par le modèle sans aménagement. Ainsi la pluie du 24 septembre 1998, de fréquence décennale, a-t-elle engendré un ruissellement 4 fois plus faible avec l'aménagement en banquettes, un débit maximum 8 fois plus faible et un temps de réponse 4 fois plus fort. Malgré son extension limitée à 43 % de la surface du bassin d'El Gouazine, l'aménagement anti-érosif en banquettes joue donc un rôle très important sur la rétention des eaux de ruissellement, au point de limiter considérablement, de 50 à 80 %, les apports dans la retenue du petit barrage collinaire. Il convient donc de trouver, pour chaque bassin versant de la dorsale tunisienne, une solution optimale à l'aménagement des terres cultivées sur les versants tout en conservant des apports suffisants aux lacs collinaires pour subvenir aux besoins en eau des cultures irriguées. Pour caler le modèle H2U et sa fonction de production sur des bassins versants aménagés, une meilleure analyse du fonctionnement hydrologique d'un système de banquettes en cascade semble donc nécessaire., In arid and semiarid Tunisian regions, water and soil conservation is an important way to decrease erosion and to collect runoff in hill-slope catchments.However, few studies have focused on the impacts of runoff on water harvesting techniques. This paper deals with the hydrological effects of contour ridges in the El Gouazine catchment located in central Tunisia.Hydrological observations were used to calibrate a conceptual rainfall-runoff model. The H2U hydrological model was used for this purpose (CUDENNEC, 2000; DUCHESNE et al., 1997). This model is built around a production function that defines the net storm rainfall (portion of rainfall during a storm that reaches a stream channel as direct runoff) from the gross rainfall (observed rainfall in the catchment) and a transfer function based on the most complete possible definition of the surface drainage system (CUDENNEC, 2000).The runoff production function defined by NASRI et al. (2001) was used for the El Gouazine catchment. Observed rainfall during 5-min time steps was used in the model.The 18.1 km2 El Gouazine catchment is located 15 km south of the town Oueslatia. With an annual average rainfall of 411 mm and a potential evapotranspiration of 1680 mm, the climate can be regarded as semiarid. The main annual rainfall is usually received between September and January. All runoff from the catchment is collected in a small artificial lake, created in 1990. Its initial storage capacity was 233,370 m3. Water level observations in the lake were used to estimate total runoff from the catchment. The altitude of the drainage area varied from 575 m in the south to 375 m in the north at its outlet. The land surface of the catchment is partitioned into the following uses: 40% cereal production alternating with fallow land; 33% pasture, shrub-land (carob trees, lentisk), and Esparto grass steppe; 20% Aleppo pine forest (both dense and degraded forest); 6% arboriculture (olive trees, almonds); and 1% lake and dyke area.Between July 1996 and July 1997, soil contour ridges covering 43% of the total area were constructed in the El Gouazine hillside catchment. The length of each ridge is typically about 100 m with an average height of 1.5 m and an average perpendicular distance between ridges corresponding to about 25 m.Construction of the contour ridges significantly changed the hydrological conditions in the catchment. Before contour ridges, average global runoff coefficients were 20-30% for autumn rainfalls (september to october) and 4-10% for rainfalls in winter and spring (November to May). Rainfalls during autumn were usually characterized by high intensity and soils were usually compacted with an impermeable surface crust. From November to February, soils usually become more permeable due to agricultural activities (e.g., ploughing) and during March to May infiltration is increased due to increasing crop cover.During this period, before introducing contours ridges in the El Gouazine catchment, the conceptual rainfall-runoff model based on surface topography and the drainage network was calibrated to reproduce observed runoff satisfactorily. Geomorphologic data (topography and drainage system characteristics) for the catchment were extracted with the geographic information software ERDAS IMAGINE of ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc.). The procedure allows extracting the actual probability density function (p d f) of watercourse lengths in the network (L) for the catchment, the catchment Strahler order (n), and the average length of the watercourse in the network L. These parameters are used in a gamma law type transfer function called H2U (unit hydrograph). For this study, in order to be in the usual situation of flood designing practitioners, we used topographical maps with a scale of 1:50000, which are the commonly available maps in Tunisia, and digital grids with a 10 m resolution. Due to the semiarid landscape and relief, there is no ambiguity in identifying the drainage networks.Simulated runoffs using both the actual and theoretical pdfs were compared.The theoretical functions give better results, especially with respect to peak flow. This is probably due to smoothing of the drainage system represented by the theoretical density function. The empirical function calculated from maps probably includes errors and uncertainties, which are smoothed in the theoretical function. For both calibration and validation events, results showed an excellent agreement between observed and simulated runoff volumes as well as peak flows. For the Nash criteria, results varied from case to case (from 0.62 to 0.96).After introduction of the contour ridges, runoff coefficients changed to below 10%. Similarly, inflow to a reservoir at the outlet of the catchment decreased by 50-80%. Observed erosion virtually disappeared after introduction of the contour ridges. Similarly, peak discharge was reduced 60-90%. The changes made in the semiarid catchment will allow agriculture to more efficiently use existing water resources. In practical terms it means that pasture lands can be diverted into cultivated areas (e.g., cereals, olive trees, and almond trees).However, it also means that most surface water infiltrates and eventually replenishes the groundwater, thus leaving downstream areas with almost no surface runoff. Soil contour ridges covering 43% of the El Gouazine catchment area increased the total runoff storage capacity by approximately 258 000 m3. Consequently, contour ridges may be said to present an alternative to the construction of small hillside reservoirs. The introduction of contour ridges therefore has dramatic consequences for downstream runoff conditions. To improve runoff management for both upstream and downstream conditions, it may be necessary to a) simulate runoff effects using a conceptual rainfall-runoff model and b) allow a certain part of the catchment to deviate a part of the runoff to the downstream natural watercourse.A conceptual rainfall-runoff based on surface topography and the drainage network was seen to reproduce observed runoff accurately. By applying the model for runoff simulation with and without contour ridges a more detailed comparison of the changed runoff conditions could be made. The detailed hydraulic function of water harvesting techniques is still to a major extent unknown. A detailed study of the hydrological function of contour ridges in a cascade system is necessary to calibrate hydrological models such as H2U and their associated production function on hill-slope catchments with soil surface management.