Distributed modelling of nitrogen loads on small Mediterranean catchments
Modélisation distribuée des flux d'azote sur des petits bassins versants méditerranéens
Résumé
The POL model was developed to determinate the nitrogen loads produced at the outlet of a catchment in Mediterranean climate. The model is based on a conceptual and distributed approach. The catchment is divided into subactchments and river reaches. This delineation allows the distinction between nitrogen production function on subcatchment surfaces and nitrogen transport along the river reaches. The two parameters of POL model are defined for the whole catchment. The nitrogen storage defined for each subcatchment is function of land use and agricultural inputs. The model can be used for event- based or continuous simulations. First of all, a elementary catchment is considered to run a sensitivity analysis on the event-based model. Then, the event-based model is applied on four catchments (43 km² to 67 km²) located in South of France. The results obtained after calibration and verification of the event-based model show good agreement with nitrogen loads monitored during flood events. For continuous simulations, the uncertainty degree of model results is acceptable for a first step of annual nitrogen load diagnosis.
Un modèle d'exportation d'azote a été développé pour fournir un outil opérationnel d'estimation des masses produite en contexte méditerranéen. Le modèle, dénommé POL, est de type conceptuel distribué. Il repose sur un découpage du bassin en unités de production (les sous-bassins versants) dont le flux est contrôlé par un paramètre F et en unités de transport (les biefs de rivières) qui véhiculent les flux produits sur les sous-bassins. La dynamique des flux d'azote dans les biefs est contrôlée par un paramètre T. Les 2 paramètres F et T du modèle POL sont définis globalement sur le bassin. Les flux générés sur les sous-bassins versants dépendent également du stock d'azote potentiellement mobilisable lors d'un épisode de pluie. On suppose que cette grandeur conceptuelle est liée à l'occupation du sol et aux pratiques culturales. Le modèle peut être utilisé en mode événementiel ou en mode continu.
La sensibilité des réponses du modèle événementiel aux valeurs des paramètres est tout d'abord analysée sur un bassin élémentaire. Le modèle POL est ensuite appliqué sur 4 bassins versants d'une cinquantaine de km² situés dans l'Hérault (France).
Les résultats obtenus après la phase de calage et de vérification montrent la capacité du modèle événementiel à reproduire les flux d'azote générés lors des épisodes de crue. Le modèle utilisé en continu fournit une estimation des exportations d'azote avec un degré d'incertitude acceptable pour un premier diagnostic des apports annuels des bassins.
La sensibilité des réponses du modèle événementiel aux valeurs des paramètres est tout d'abord analysée sur un bassin élémentaire. Le modèle POL est ensuite appliqué sur 4 bassins versants d'une cinquantaine de km² situés dans l'Hérault (France).
Les résultats obtenus après la phase de calage et de vérification montrent la capacité du modèle événementiel à reproduire les flux d'azote générés lors des épisodes de crue. Le modèle utilisé en continu fournit une estimation des exportations d'azote avec un degré d'incertitude acceptable pour un premier diagnostic des apports annuels des bassins.