The aim of this article is to predict the rainfall evolution of a sub-Saharan area in which one of the most important freshwater resources is located: Lake Guiers. Characterized by short seasonal rains of three months, it experienced a long period of drought in the 1970s. We begin by analyzing the temporal distribution of the rainfall including the variability of the data, with a view to predicting a possible return. For this reason, we present here univariate modeling results of rainfall series collected on three stations in the area. The challenge lies in the adequacy of the parameters for the monthly rainfall series, which generates more or less significant forecast errors on the learning bases because of the missing data. This later motivated their conversion to moving average series. On the other hand, the normality of the latter seems to be rejected by the D’Agostino test. Student’s and Mann-Whitney’s tests confirmed the homogeneity. The autocorlograms show the presence of autoregressive terms in the data. Dickey-Fuller and Mann-Kendall tests reveal both trend and seasonality. The stationarity tests of Dickey-Fuller, Phillips-Perron and KPSS have shown that they are non-stationary. As a result, we did an ARIMA modeling method using the Box-Jenkins [1] method with the R software, which involves estimating model parameters, tests of significance, analysis of residualss, selection according to information criteria and forecasts. The results obtained during the learning-test phase showed a quasi-similarity of the base-tests in all the series except for that of Louga.
References
[1]
Pankratz, A. (1983) Forecasting with Univariate Box-Jenkins Models Concepts and Cases. DePauw University, Greencastle. https://doi.org/10.1002/9780470316566
[2]
Fernando, D.A.K. and Jayawardena, A.W. (1994) Generation and Forecasting of Monsoon Rainfall Data. Affordable Water Supply and Sanitation: Proceedings of the 20th WEDC International Conference, Colombo, 22-26 August 1994, 310-313.
[3]
Ondo, J.C. (2002) étude comparative des tests de stationnarité. INRS-Eau, Terre et Environnement (ETE), Université du Québec, Québec.
[4]
Machiwal, D. and Jha, M.K. (2010) évaluation comparative de tests statistiques pour l’analyse de séries temporelles: Application à des séries temporelles hydrologiques. Hydrological Sciences Journal, 53, 353-366.
[5]
Sambou, S., et al. (2006) Critique statistique des séries des pluies annuelles dans le bassin amont du Fleuve Sénégal. Université Cheikh Anta Diop, Dakar.
[6]
Rivard, C., et al. (2003) étude de l’impact potentiel des changements climatiques sur les ressources en eau souterraine dans l’Est du Canada. Division Québec, INRS-Eau, Terre et Environnement, Commission géologique du Canada, Québec. https://doi.org/10.4095/214161
[7]
Kundzewicz, Z.W., et al. (2005) Détection de tendance dans des séries de débit fluvial: 2. Séries d’indices de crue et d’étiage. Centre for Ecology and Hydrology, Crowmarsh Gifford, Wallingford.
[8]
Svensson, C., et al. (2005) Détection de tendance dans des séries de débit fluvial: 1. Débit maximum annuel. Centre for Ecology and Hydrology, Crowmarsh Gifford, Wallingford.
[9]
Adeloye, A.J.C., et al. (2002) Analyses préliminaires des données de débit en vue d’une étude de planification des ressources en eau. Heriot-Walt University, Edinburgh.
[10]
Jayawardena, A.W. and Lai, F.Z. (1989) Time Series Analysis of Water Quality Data in Pearl River, China. Journal of Environmental Engineering, 115, Article ID: 590607. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1989)115:3(590)
[11]
Tidjani, A.E.B., et al. (2005) Exploration des séries chronologiques d’analyse de la qualité des eaux de surface dans le bassin de la Tafna (Algérie).
[12]
Aragon, Y. (2011) Série temporelle avec R. Méthodes et cas. Département MASS Université Rennes-2-Haute-Bretagne, France.
[13]
Kane, A. (2005) Régulation du Fleuve Senegal et flux de matieres particulaire vers l’estuaire depuis la construction du Barrage de Diama.
[14]
Mbaye, A.D. (2013) Plan de gestion environnementale et socialedu Projet de restauration des fonctions socio-écologiques du lac de Guiers—PREFELAG. Dakar.
[15]
Gac, J.Y., et al. (1994) évaluation des ressources en eau du fleuve Sénégal et Bilan hydrologique du lac de Guiers.
[16]
Brunet-Moret, Y. (1977) Présentation d’un test d’homogénéité spécialement conçu pour vérifier d’homogénéité des suites chronologiques de précipitations armuelles dans une zone climatique, en utilisant, si possible, le vecteur régional Hiez. A. Cah. ORSTOM, Sér. Hydrol., Vol. XlV, n° 2.
[17]
Lubes, H., et al. (1994) Caractérisation de fluctuations dans une série chronologique par applications de tests statistiques Etude Bibliographique. ORSTOM, Montpellier.
[18]
Ruxton, G.D. (2006) The Unequal Variance t-Test Is an Underused Alternative to Student’s t-Test and the Mann-Whitney U Test. Division of Environmental and Evolutionary Biology, Institute of Biomedical and Life Sciences, Graham Kerr Building, University of Glasgow, Glasgow.
[19]
Kokoszka, P., et al. (1992) KPSS Test for Functional Time Series. Department of Statistics, Colorado State University, Fort Collins.
