Caractérisation géochimique et bactériologique des nappes d’une région à climat tropical sec au centre Sud de Madagascar

Résumé

Le district de Betroka, soumis à un climat tropical sec, connaît d’importants problèmes de ressource en eau. Cette situation se traduit pour de nombreux habitants par la consommation d’eau de très mauvaise qualité tant sur le plan physico-chimique, que sur le plan bactériologique. Pour tenter d’améliorer cette situation, le gouvernement malgache a entrepris un programme d’alimentation en eau potable et assainissement en milieu rural (projet 350 forages), cadre du présent travail, afin d’assurer à l’eau destinée à l’alimentation humaine une qualité suffisante en termes bactériologique et minéral. L’étude microbiologique de l’eau souterraine du district de Betroka a confirmé l’absence de bactéries d’origine fécale. L’étude hydrochimique a révélé différents processus conduisant à la minéralisation des eaux souterraines en relation avec : (a) la remontée d’eau saline d’origine profonde à partir des fractures transversales du cisaillement majeur de Betroka, et à partir des failles normales à l’origine du graben de Mangoky et du domaine du massif en dôme et bassin du complexe intrusif d’Ianakafy ; (b) la dissolution des aérosols et embruns marins déposés, dissous par la pluie et entraînés jusqu’aux aquifères ; et (c) l’interaction des eaux météoriques et souterraines avec les minéraux des roches encaissantes (scapolite, phlogopite, biotite, hornblende, pyroxène…) qui pourrait également contribuer à la forte minéralisation observée.     

Présentation d'un capteur classeur de particules à lame unique et d'un capteur absolu permettant de l'étalonner

Résumé Dans le capteur monolame à un seul jet proposé ici, l'air est projeté obliquement sur la lame de verre en amont du jet; ce capteur permet ainsi d'obtenir un prélèvement de particules classées suivant leurs dimensions sur une grande surface d'une seule lame. Par ailleurs ce capteur, en plexiglas, permet de surveiller la lame en cours de prélèvement. Les coefficients de captation pour des gouttelettes de différentes dimensions ont été déterminés en comparant les prélèvements obtenus avec le capteur monolame à ceux obtenus avec un capteur à deux jets identiques en série, réalisé afin de permettre un comptage de toutes les gouttelettes déposées sur les parois intérieures. On a de la même façon déterminé les coefficients de captation d'un cascade impactor. Les coefficients du capteur monolame et du cascade impactor sont trouvés assez peu différents, et leurs valeurs restent comprises entre 40 et 86% pour des gouttelettes de 1 à 30 de rayon. Enfin un paragraphe de cette communication indique comment peut être utilisé le capteur monolame lors de prélèvements dans un nuage.

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Summary In the monoslide and monojet impactor here proposed, the air is obliquely projected on the slide, up the jet; thus this impactor gives samples of particles classified according to their sizes on a large surface of only one slide. On another way, this impactor, made of plexiglas, allows the supervision of the slide during the sampling. The different size droplets sampling coefficients have been determined by comparison of samples obtained with an impactor having two identical jets in series, this impactor being realized in order to permit a counting of all the droplets settled in the interior walls. On the same way the sampling coefficients of a cascade impactor have been determined. The monoslide impactor coefficients and these of the cascade impactor have been found nearly identical and their values remain included between 40 and 86% for 1 to 30 radius droplets. Lastly a paragraph of this paper shows how the monoslide impactor can be used when sampling in a cloud.

     

Caractérisation hydrogéochimique de la nappe du Continental Intercalaire (sud tunisien) / Hydrogeochemical characterization of the Continental Intercalaire aquifer (southern Tunisia)

Abstract

The study of the Continental Intercalaire aquifer system of southern Tunisia, based on the interpretation of geochemical (major elements) and isotopic (¹⁸O, ²H, ¹³C and ¹⁴C) data, has aided the understanding of the hydrodynamics of this multi-layer aquifer system, which is greatly influenced by tectonics. The determination of the origin of groundwater salinization and the understanding of the hydrogeological and geochemical behaviour of this aquifer were achieved by studying the correlation between the major elements and total mineralization (TDS). By using isotopic tools, it was shown that the water of this aquifer has been recharged under cooler, palaeoclimatic conditions. The technique also made it possible to better understand the hydrodynamic functioning of the aquifer system: it showed that the relatively recent recharge of the aquifer has been by direct infiltration from carbonate and sandy outcrops of the Cretaceous and Miocene, respectively, located in the eastern and northeastern parts of the aquifer. The ¹⁸O content was used to calculate the altitude of recharge basins. The isotopic gradient defined in this study is ?0.5 δ¹⁸O ‰/100 m.     

Origine de la salinité et des principaux éléments majeurs des eaux de la nappe phréatique de la plaine de Ghriss,Nord-Ouest algérien

Résumé

L'origine de la salinité dans les eaux de la nappe Plio-Quaternaire de la plaine de Ghriss (Nord-Ouest de l'Algérie) et la compréhension de ses comportements hydrodynamiques et géochimiques, en réponse à certains forçages naturels et anthropiques, ont été approchées par l’étude combinée des rapports ioniques et d'analyses statistiques des données hydrochimiques. Cette étude a identifié l'alimentation latérale de l'aquifère Plio-Quaternaire par les deux principaux aquifères de la région. La salinisation des eaux de la nappe Plio-Quaternaire résulte essentiellement de la dissolution des évaporites (halite et gypse), de l'infiltration des eaux de ruissellement, et du retour à la nappe des eaux d'irrigation qui sont chargées en sels initialement reconcentrés dans le sol ou dans la zone non saturée. Les concentrations élevées en nitrates et en chlorures sont l'indice d'une pollution anthropique d'origine urbaine ou agricole qui affecte toute la plaine de Ghriss en proportions variables.

Citation Bekkoussa, B., Jourde, H., Batiot-Guilhe, C., Meddi, M., Khaldi, A., et Azzaz, H., 2013. Origine de la salinité et des principaux éléments majeurs des eaux de la nappe phréatique de la plaine de Ghriss, Nord-Ouest Algérien. Hydrological Sciences Journal, 58 (5), 1111–1127.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé S. Faye     

Les chenaux de marée autour des îles de Kneiss,Tunisie: sédimentologie et évolution

Résumé

L'Archipel de Kneiss, dans le Golfe de Gabès (sud-est Tunisien), est un milieu à originalités multiples. Il est unique en son genre en Tunisie en raison de la variété de son paysage morphologique (marais maritimes, falaises, plages sableuses et îlots qui émergent des hauts fonds). Il est caractérisé par la présence de chenaux de marée submergés. L'objectif principal de ce présent travail est de caractériser les principales composantes qui interviennent dans la dynamique sédimentaire au niveau de ces chenaux. Les résultats des analyses granulométriques et minéralogiques des sédiments de surface prélevés au niveau des chenaux de marée ont permis d'identifier l'origine de ces sédiments et de préciser les facteurs et les phénomènes qui interviennent dans leur transport et leur dépôt. Ces résultats montrent que les sables des chenaux de marée présentent un granoclassement décroissant de l'aval vers l'amont, ce qui prouve que les courants de marée ont une action plus importante lors du flot que lors du jusant. Ces résultats montrent aussi que le mode de transport est exclusivement le roulement par les courants de marée. Les minéraux argileux et non argileux des sédiments de surface auraient pour origine essentiellement les formations géologiques qui affleurent dans l'arrière-pays. L'analyse des photographies aériennes montre que les chenaux de marée présentent une évolution morphologique.

Citation Bali, M. & Gueddari, M. (2011) Les chenaux de marée autour des îles de Kneiss, Tunisie: sédimentologie et évolution. Hydrol. Sci. J. 56(3), 498–506.     

Les rapports entre les coefficients de décomposition et les paramètres d'un milieu horizontalement stratifié

Summary Correlations between some group of multipliers in the decomposition of the kernel function in the Stefanescu integral into vulgar fraction and parameters of geoelectrical cross-section are considered. Dependences of this multipliers on resistivities and relative thicknesses of layers (or longitudinals conductivities and transversals resistivities) are given.     

Intégration d'un filtre de Kalman dans le modèle hydrologique HBV pour la prévision des débits

Résumé

Un filtre de Kalman standard a été développé en vue de la mise à jour de certaines variables d'état de la fonction du sous-sol et de la sortie du modèle HBV. La version globale du modèle HBV, fonctionnant au pas de temps horaire, a été calée par essais et erreurs sur les bassins tunisiens des Oueds Barbara et Mellila. Le pas de temps journalier a été considéré pour évaluer la qualité de la reconstitution. Le modèle a été ensuite couplé avec le filtre en reformulant le modèle conceptuel en un système d'équations d'état dynamiques et en implémentant la procédure du filtre de Kalman. L'hydrogramme des débits horaires constitue la mesure introduite pour la correction des états. Malgré un choix suivant la littérature des erreurs sur les mesures et les états du système, ce filtre a permis de réduire nettement l'incertitude sur le débit engendré par le processus pluie—débit et la pluie d'entrée.     

Génération stochastique d'averses et de leurs index d'érosivité pour la simulation de la dynamique érosive en Tunisie centrale

Résumé

Le modèle proposé est un générateur stochastique d'averses couplé à un modèle empirique de calcul de leurs érosivités, calé à une série pluviographique de 15 ans d'observations. Notre objectif est de développer une démarche probabiliste, qui permettrait d'étudier les conséquences érosives des pluies dans le temps, en cumulant l'érosivité consécutive des pluies simulées durant plusieurs années, supposée proportionnelle à la dégradation des sols, ou au transport solide en suspension sur la même période. Cette génération peut en effet se faire sur plusieurs années calendaires, et nous permettrait de ce fait d'éviter d'être limité par la taille des échantillons. L'ensemble pouvant être utilisé en mode opérationnel, pour reconstituer de très longus séries d'épisodes pluvieux dans l'objectif d'étudier le cumul de leur érosivité dans le temps. Cette démarche ne contredit pas les approches expérimentales, qui ont une réalité concrète de terrain, bien au contraire elle les conforte et permet d'avancer davantage dans la réflexion posée par la problématique de l'érosion hydrique.     

Validation d'un modèle numérique de terrain adapté à la modélisation hydrologique régionale sur l'Algérie du Nord

Résumé

L'objectif de ce travail est de fournir aux hydrologues travaillant sur l'Algérie du Nord un modèle numérique de terrain (MNT) permettant la mise en ?uvre de méthodes d'estimation régionales de paramètres hydrologiques tels que les débits de crue instantanés décennaux ou les apports moyens annuels. Il doit permettre une détermination satisfaisante des contours des bassins versants et l'obtention de paramètres morphométriques comparables entre eux sur l'ensemble de la zone d'étude. Le MNT que nous proposons est un compromis entre des tailles de pixels petites donnant une bonne précision et des pixels plus grands permettant de couvrir uniformément la zone. Nous montrons que le MNT à la maille de 100 m est parfaitement adapté sous réserve de l'avoir préalablement corrigé manuellement dans les zones endoréiques et dans les zones relativement planes. Ce MNT permet de retrouver correctement les principaux paramètres morphométriques utilisés en hydrologie. Nous mettons donc à la disposition des hydrologues ce MNT à 100 m dans une projection Lambert bien adaptée aux besoins de l'hydrologie algérienne.

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Rezak, S., Laborde, J.-P., et Errih, M., 2012. Validation d'un modèle numérique de terrain adapté à la modélisation hydrologique régionale sur l'Algérie du Nord. Hydrological Sciences Journal, 57 (5), 928–941.     

Hydrological characteristics of betel nut plantations on slopelands in central Taiwan / Caractéristiques hydrologiques de plantations de noix de bétel sur des versants du centre Taïwan

Abstract

Betel nut or betel palm (Areca catechu Linn.) has become a major cash crop in southern and central Taiwan since the mid-1980s. Many slopeland fruit orchards and forests have been converted to betel nut plantations. The total area of betel nut plantations has increased over the past 30 years, reaching a peak of 56 542 ha in 1997. The public and conservation groups frequently express great concern over the potential negative hydrological impacts of betel nut plantations on steep slopes. This investigation in central Taiwan examines the effects of hillslope betel nut plantations on hydrological processes. Differences in hydrological characteristics between plots planted with betel nut trees and those with other ground cover types were evaluated at two study sites. The tall, single-layer canopy and wide spacing between planted betel nut trees led to low interception losses, high throughfall and high net rainfall. Plots planted with betel nut trees had lower infiltration, higher surface runoff and higher erosion than forested sites. These hydrological characteristics can be related to factors such as crown cover, soil organic content and soil porosity in betel nut plantations. Streamflow data from three gauged watersheds with different proportions of total area planted with betel nut showed that where greater proportions of total area were planted with betel nut trees, there were higher annual streamflow/rainfall ratios, higher specific peak flows, steeper recessions and higher peak flow/baseflow ratios. The results from this study suggest that, in general, betel nut trees are less desirable from the soil and water conservation viewpoints than natural forests.     

Reliability of calibration of a monthly rainfall-runoff model: the semiarid case / Validité de l'étalonnage d'un modèle pluie-débit à pas de temps mensuel: cas d'un bassin semi aride

ABSTRACT

A monthly conceptual rainfall—runoff model that enjoys fairly widespread use in South Africa was calibrated for each of 50 calibration samples of lengths 3–20 years, drawn from a synthetic 101-year semiarid streamflow time series generated with the Stanford Watershed Model. The ability of Pitman's model to reconstruct the original 101 years of monthly streamflow for each of the 50 calibrations was then examined against a set of statistics of monthly and annual streamflows. The variabilities of key model parameters associated with different lengths of calibration period were also investigated. The results show that it is well worthwhile to increase the calibration period to about 15 years in order to reduce errors in reconstructed flow statistics. Merely increasing the length of calibration period from 6 to 10 years may decrease the error in most regenerated flow statistics by 30–50%. A fair amount of variability in “optimum” parameters, however, seems unavoidable, even at longer calibration periods, though this may also partly be due to imperfect model calibration. The effects of this variability are greatly attenuated in the reconstructed flow statistics due to parameter interdependence.     

Integration of remote sensing and electrical sounding data for hydrogeological exploration—a case study of Bakhar watershed,India / Intégration de données de télédétection et de sondages électriques pour l'exploration hydrogéologique—étude de cas du bassin versant de Bakhar,Inde

Abstract

A geographical information system (GIS) was used for the integration of hydrological data acquired using remote sensing and geoelectrical techniques to understand the groundwater condition of Bakhar watershed, Mirazpur District, UP, India. Indian remote sensing IRS-1D, LISS—III data were used to prepare a geomorphological and lineament map of the Bakhar watershed. Vertical electrical sounding (VES) was carried out in different geomorphic units, and ranges of electrical resistivity values were assigned to the different formations by calibrating electrical resistivity with borehole data. Based on these, a subsurface resistivity map and an aquifer thickness map were prepared. Several layers were superimposed using GIS techniques. Each theme was assigned a weight, depending on its influence on groundwater recharge. Each class or unit in the map was assigned a knowledge-based rank from one to four, depending on its significance in storage and transmittance of groundwater, and these were then multiplied by the layer weighting to produce a score. Based on these scores, the watershed was categorized into different groundwater potential zones. The results indicate that the eastern and northern parts of the study area have very good groundwater potential to meet the demands of water for irrigation and domestic purposes, whereas the southern region has poor groundwater potential zones. Such integrated analysis has not been attempted so far in this region for hydrogeological investigation.