Assessing the effectiveness of Best Management Practices with the SWAT-GENLU modeling framework
Résumé
Diffuse pollution from agriculture has become a major concern for water managers. To improve the water quality, agricultural mitigation measures are widely used but not easy to evaluate on large territories. We proposed an integrated assessment method for public decision makers including the modeling of scenarios at the watershed scale. We chose the SWAT model for its capacity to represent urban and agricultural practices. Implementing these practices at the HRU level through the standard interface can be tedious: thus 6 year crop rotation require circa 60 to be duplicated for all the agricultural HRUs and all scenarios. We developed a program in order to facilitate the modeling of these mitigation measures: GENLU1 (2007) for environmental modeling and GENLU2 (2012) for integrated assessment modeling. Both versions enable building the SWAT management operation schedule and targeting BMPs wholly or in part of the area. It allows to implementing changes in molecules or crop management sequences or widths of filter strips. It manages a temporal variability in dates of application. GENLU1 generates the landcover raster by spatializing data from the French Agricultural Census at the commune scale and spatial non-agricultural landuse. The associated management operation schedules are built from field studies and regional knowledge. GENLU2 is dedicated to integrated assessment modeling in which agricultural practices are finely described at the group-of-plots scale using typologies (crop rotations * types of soil). This ability to build up read-in SWAT alternative scenarios makes GENLU an appropriate tool for implementing the SWAT model with complex landuse and agricultural systems.
La pollution diffuse de l'agriculture est devenue une préoccupation majeure pour les gestionnaires de l'eau. Pour améliorer l'état de la ressource, des mesures environnementales sont largement utilisées, mais leur efficacité est difficile à évaluer sur de grands territoires. Notre méthode d'évaluation intégrée a été développée pour venir en aide à la décision publique dans l'évaluation de scénarios d'évolution, à l'échelle des bassins versants. Nous avons choisi le modèle SWAT pour sa capacité à représenter les pratiques urbaines et agricoles. La mise en ½uvre de ces pratiques au niveau HRU via l'interface standard peut être fastidieux: ainsi une rotation de cultures de sixans nécessite d'entrer dans le modèle SWAT une soixantaine de lignes d'opérations culturales qui restent à dupliquer pour toutes les HRU agricoles concernées par ce type de rotations et pour chaque scénario d'évolution de l'occupation des sols. Nous avons développé un programme en vue de faciliter la modélisation de ces mesures d'atténuation: GENLU1 (2007) pour modélisation environnementale et GENLU2 (2012) pour les modèles d'évaluation intégrée. Les deux versions permettent de construire le programme de fonctionnement agricole du projet de modélisation et de spatialiser les mesures agro-environnmentales en tout ou en partie de la zone d'étude. Il permet de mettre en ½uvre des substitutions dans les pratiques liées à l'utilisation des sols (pesticides fertilisants, etc.), de modifier des séquences de roations des cultures ou les dispostifs agro-environnmentaux (largeurs de bandes enherbées, etc) et d'introduire une variabilité temporelle pertinente dans les pratiques, voire de prendre en compte le climat et d'y gérer l'aléa. GENLU1 génère la grille spatiale de l'occupation des sols en traitant les données du Recensement de l'agriculture française au vu de regles de décision adaptables en fonction du changement d'échelle. Le module permet d'incorporer les résultats d'enquête. GENLU2 est dédié à la modélisation intégrée des pratiques agricoles finement décrites à l’échelle d’îlots culturaux en utilisant des typologies (rotations de cultures * types de sol). Cette capacité à construire des scénarios alternatifs, en couplage externe avec le modèle de bassin versant SWAT, fait de GENLU un outil innovant pour évaluer les impacts des activités anthropiques et en particulier des agro-systèmes sur la ressource Eau à l'échelle de grands territoires.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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