Traçage chimique et isotopique (Cl−, 18O) d'une crue d'automne sur un petit bassin versant Méditerranéen incendié

Résumé

A la suite des incendies qui ont ravagé le massif des Maures au cours de l'été 1990, le petit bassin du Rimbaud (bassin versant du Réal Collobrier) a vu son comportement hydrologique fortement modifié. Parallèlement au suivi hydrologique et hydrochimique habituel, les isotopes stables ont été mesurés sur les précipitations et l'écoulement. La disparition de la végétation et donc de son influence sur les pluviolessivats nous a incité à comparer l'évolution respective des teneurs en oxygène 18 et en chlorure. Au cours de la crue du 9 décembre 1990, ces deux éléments présentent un comportement très similaire et, fait original, les décompositions d'hydrogramme qu'ils permettent d'établir sont comparables. En considérant les facteurs habituels d'évolution des chlorures et de l'oxygène 18, il apparaît qu'une proportion de l'ordre de 45% d'eau “ancienne” participe aux écoulements de crue et que la zone non saturée ne joue dans ce cas précis aucun rôle significatif. En outre, en s'appuyant sur l'évolution des températures de l'eau qui révèle l'arrêt du ruissellement, la quantité d'eau qui rejoint le réservoir souterrain peut être estimée à au moins 30%.     

Identification of runoff generation processes using combined hydrometric,tracer and geophysical methods in a headwater catchment in South Africa / Identification des processus de génération de l'écoulement par combinaison de méthodes hydrométriques,de traçage et géophysiques dans un bassin versant sud-africain

Résumé

Des mesures hydrométriques classiques et l'imagerie 2-D de résistivité électrique (IRE) détaillée ont été combinées avec le prélèvement de traceurs pour identifier les processus hydrologiques en jeu dans un bassin versant semi-aride de la province Cap-Oriental, en Afrique du Sud. L'étude des événements de précipitation et d'écoulement a souligné la forte relation qui existe entre les précipitations et les caractéristiques de la génération des écoulements. L'observation du potentiel hydrique du sol ainsi que du niveau d'eau souterraine a mis en évidence le développement d'une nappe perchée dans le sol. Ces résultats sont confirmés par des séparations d'hydrogrammes à base de traceurs et illustrent le rôle important des écoulements souterrains superficiels. L'étude par IRE a permis de mieux connaître la structure du sous-sol. Finalement, l'étude par IRE, combinée avec des mesures obtenues par réflectométrie en domaine temporel (TDR), a permis d'extrapoler à des mesures sélectives de teneur en eau. Pour récapituler, l'utilisation et la combinaison de différentes méthodes de terrain ont mené au développement d'un modèle conceptuel du fonctionnement hydrologique de ce bassin versant. Le rôle dominant des mécanismes de subsurface a été démontré.     

Modélisation de la relation pluie-ruissellement par durée d'épisode pluvieux dans un bassin du nord de la Tunisie

Résumé

Un modèle hydrologique global a été calé sur des épisodes pluvieux de durée très variable (de un à plus de dix jours). Les épisodes pris en compte sont ceux qui sont encadrés par au moins un jour sec et ne provoquant pas de déversement du barrage. L'entrée de ce modèle comprend la pluie moyenne du bassin versant et l'indice des précipitations antérieures de Kohler & Linsley. Les expressions du modèle hydrologique du début et au cours de la saison humide, selon un seuil du cumul des pluies de la saison depuis le début de l'automne, sont de la forme non linéaire polynomiale du second ordre. Le modèle s'est montré performant dans l'évaluation de la lame ruisselée malgré le faible nombre de postes pluviométriques (un) pour la taille du bassin versant de 48 km². L'absence d'autres postes pluviométriques sur le bassin versant n'a pas permis d'étudier la précision du modèle en considérant une pluie moyenne sur le bassin versant au lieu de la pluie uniquement au site du Barrage Ghézala.

Citation Mathlouthi. M. & Lebdi, F. (2010) Modélisation de la relation pluie–ruissellement par durée d'épisode pluvieux dans un bassin du nord de la Tunisie. Hydrol. Sci. J. 55(7), 1111–1122.     

Intégration de données satellitaires à la modélisation hydrologique du Mont Liban

Résumé

Vu le manque de mesures in situ, il est difficile d'estimer le volume d'eau stocké sous forme de neige sur le Mont Liban et encore plus de prévoir avec quelle rapidité ce volume d'eau sera disponible. C'est là que la télédétection peut aider la modélisation hydrologique. Ainsi, il serait possible de mettre à jour la distribution spatiale de l'équivalent en eau de la neige sèche à partir d'images RADARSAT-1. L'approche a été testée à l'hiver 2001. Les résultats obtenus portent à croire que l'algorithme serait susceptible de s'appliquer au couvert neigeux méditerranéen. Toutefois, une certaine prudence s'impose car le nombre de sites de mesures était limité. Durant la période de fonte et par temps clair, les données des capteurs opérant dans la partie réfléchie du spectre, comme le capteur VEGETATION, peuvent être utilisées pour suivre la limite inférieure du couvert de neige en montagne. L'étendue de la couverture de neige simulée par un modèle hydrologique, comme HYDROTEL, peut alors être validée et mise à jour. L'intégration des données de télédétection dans la modélisation pourrait donc permettre de suivre la quantité de neige au sol. Toutefois, l'ajout de stations météorologiques automatiques bien instrumentées, semble nécessaire.     

ETUDE REGIONALE DU BASSIN SUPERIEUR DE L'AAR DE SES SOURCES JUSQU'A BERNE: PROFIL DES CRUES DE PERIODE DONNEE LE LONG DU COURS D'EAU / Regional study of the upper basin of the Aar from its sources to Bern: profile of floods of a given return period at any point on the river

Résumé

Le débit de pointe de la crue annuelle de période de retour donnée T est estimé à l'aide de la formule QT=ATpSα pour le tronçon supérieur du cours d'eau Aar à l'amont de Berne. S représente la surface du bassin versant et ATα sont les paramètres du bassin. Le débit QT est déterminé sur la base des mesures faites en chaque station, après correction des courtes séries et des erreurs d'échantillonage éventuelles. Les paramètres AT et a sont calculés à partir d'une régression linéaire établie entre le logarithme des valeurs de QT et de S.

Connaissant la relation qui lie l'abscisse curviligne l à la surface du bassin versant en un point quelconque du cours d'eau, la relation QT = QT(S) permet de déterminer le profil de la pointe de la crue annuelle de période T le long de la rivière: QT = QT(l).     

Sécheresse et modification de la relation pluie–débit: cas du bassin versant de l’Oued Sebdou (Algérie Occidentale)

L’objectif de ce travail est d’étudier les variations temporelles hydrométéorologiques et d’identifier les tendances dans la relation pluie–débit du bassin versant de l’Oued Sebdou, un sous bassin de la Tafna, situé dans le Nord-Ouest algérien. A partir des données pluviométriques (1941–2012) et hydrométriques (1972–2012), des tests statistiques ont permis d’identifier les ruptures et évaluer les déficits hydrométéorologiques. Les résultats ont révélé une modification du régime des précipitations se traduisant nettement par une tendance à la baisse survenue au milieu des années 1970, soit une réduction de 25%. En outre, la réduction des écoulements durant une période de 40 ans dépasse 58% avec une rupture décelée au début des années 1980. L’identification des tendances dans la relation pluie–débit a été menée par l’application de l’approche des simulations croisées à partir du modèle GR2M sur plusieurs sous-périodes de cinq ans. Une non-stationnarité de la relation pluie–débit a été mise en évidence durant la période 1985–2004, ce qui indique une tendance à la baisse des lames d’eau mensuelles écoulées sur le bassin versant de l’Oued Sebdou.     

Cartographie de l’érosion dans le bassin versant de l’Oued Mina en Algérie par télédétection et SIG

Résumé

Dans cette étude, on a fait appel à la télédétection et aux systèmes d’information géographiques (SIG) pour évaluer et cartographier l’érosion hydrique en utilisant l’équation universelle des pertes en sol USLE dans le bassin versant de l’Oued Mina en Algérie. Ce bassin est caractérisé par une grande irrégularité dans les précipitations, une forte pente, une lithologie essentiellement marneuse et une couverture végétale très faible ce qui le rend très vulnérable à l’érosion. L’USLE est la combinaison de six facteurs spécifiques qui décrivent les caractéristiques du bassin versant. Les données de télédétection multi-temporelles et les SIG sont utilisés pour évaluer et cartographier chaque facteur individuellement. L’intégration des cartes thématiques des facteurs du modèle USLE dans le SIG permet de cerner l’impact de chaque facteur dans les pertes en sol, de classer par importance relative les zones d’érosion, et de quantifier les pertes en sol dans le bassin.

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Toumi, S., Meddi, M., Mahé, G., et Brou, Y.T., 2013. Cartographie de l’érosion dans le bassin versant de l’Oued Mina en Algérie par télédétection et SIG. Hydrological Sciences Journal 58 (7), 1542–1558.     

Modèle hydrologique du Lac Tchad

Résumé

Le Lac Tchad est modélisé par un bilan de volume donnant ses niveaux et superficies de plans d'eau en fonction d'apports et pertes: débit des tributaires; pluie; évaporation; infiltration. Il est représenté par trois réservoirs (cuvette nord et archipel connectés à la cuvette sud) dont les niveaux de plan d'eau, distincts en période d'apports déficitaires (situation actuelle), sont confondus en période excédentaire (situation avant 1973). Suite aux observations de terrain, la cuvette nord est représentée avec un “réservoir sol” devant être rempli pour que l'eau puisse apparaître en surface. Le modèle utilise sept paramètres optimisés: intensité d'infiltration; profondeur du “réservoir sol”; quatre paramètres d’échange entre réservoirs; niveau de fond de l'archipel. Grâce aux données mesurées au sol ou par satellite (débits, précipitations, évaporation, niveaux et superficie de plans d'eau) il est calé sur la période 1970–1996 et validé sur la période 1956–2008.

Citation Bader, J.-C., Lemoalle, J. & Leblanc, M. (2011) Modèle hydrologique du Lac Tchad. Hydrol. Sci. J. 56(3), 411–425.     

Analyse du transport solide en suspension dans le bassin versant de l'Oued El Hammam (Algérie du Nord)

Résumé

Dans les régions semi-arides et arides, caractérisées par des précipitations relativement faibles et souvent à caractère torrentiel, les facteurs climatiques jouent un rôle primordial dans l'érosion des sols à l'échelle des versants. La majeure partie de l'exportation des matériaux solides est effectuée par les cours d'eau lors des crues. La présente étude traite de l'évaluation et de la quantification du transport solide dans le bassin versant de l'Oued El Hammam, un sous-bassin important de la Macta caractérisé par une forte érosion hydrique. La sensibilité des roches à l'érosion, l'intensité des précipitations et les perturbations du régime d'écoulement font que le flux des matières en suspension (MES) transportées par l'Oued El Hammam atteint des valeurs très importantes. L'analyse du bilan qui règle le processus pluie–ruissellement–transport solide montre de bonnes relations, notamment entre la lame d'eau écoulée et la quantité de charge solide transportée. Nous présentons des modèles statistiques permettant de reproduire les flux de MES. Après calage et validation des modèles sur les chroniques mesurées, ils sont utilisés afin de reconstituer des chroniques de flux de MES non mesurées, à partir de données historiques de débit et de pluie. L'étude de la relation C–Q à l'échelle de la crue a été modélisée par une fonction puissance Y = aX^b ; une analyse statistique de la constante a et de l'exposant b a été menée afin d'expliquer le comportement de ces deux paramètres et de mieux comprendre l'aspect aussi bien pratique que théorique des processus.

Citation El Mahi, A., Meddi, M., et Bravard, J.-P., 2012. Analyse du transport solide en suspension dans le bassin versant de l'Oued El Hammam (Algérie du Nord). Hydrological Sciences Journal, 57 (8), 1642–1661.     

Années sèches et années humides au Sahel: quo vadimus?

Résumé

Le déficit de pluie des 30 dernières années au Sahel est le plus souvent analysé de manière globale, ce qui ne permet pas d'en étudier l'impact sur le cycle hydrologique. L'étude conjointe de données fournies par le Centre Régional AGRHYMET et d'un jeu de données haute résolution collectées dans le cadre de l'observatoire AMMA-CATCH Niger permet d'analyser ici quels sont les facteurs les plus marquants qui différencient années humides et années sèches au Sahel. Cette analyse explore la variabilité des pluies à différentes échelles temporelles pour des années sèches et humides: à l'échelle annuelle, à travers la sensibilité de l'indice pluviométrique à la taille du domaine considéré; à l'échelle de l'événement, par la variation de deux paramètres définissant le régime pluviométrique (à savoir la hauteur moyenne de pluie par événement et le nombre moyen d'événements par jour); et au pas de temps inférieur, en étudiant les distributions des intensités de pluie.     

Transport de matières dissoutes et particulaires des Andes vers le Rio de La Plata par les tributaires boliviens (rios Pilcomayo et Bermejo) du Rio Paraguay

Résumé

Les données recueillies à 13 stations hydromètriques des réseaux du SENAMHI et de ENDE, de 1975 à 1983, permettent d'estimer les flux de matières particulaires et dissoutes dans les bassins andins des rios Pilcomayo et Bermejo, formateurs du Rio Paraguay. Les résultats obtenus en Bolivie sur le bassin versant du Rio Pilcomayo, montrent que l'essentiel de l'exportation est le fait des matières en suspension (90%). Le flux de sédiments mesuré à la sortie des Andes sur le Rio Pilcomayo (80 × 10⁶ t an^?1) est du même ordre de grandeur que Celui observé 2000 kilomètres à l'aval sur le Moyen Parana.     

Calcul des pluies et débits classés sur le bassin du Bani (Mali): une approche de la vulnérabilité des ouvrages et de la population depuis la sécheresse

Résumé Dans un contexte de changement climatique, les dimensionnements d'ouvrages hydrauliques peuvent avoir un rôle crucial dans une évaluation de la vulnérabilité. Ainsi, on calcule avec les données les plus récentes possibles la pluie journalière maximale annuelle de période de retour donnée (10, 20 et 100 ans) sur 51 stations ainsi que les débits de projet pour six stations sur le bassin versant du Bani au Mali (129 000 km²). Pluies et débits sont calculés avec une méthode utilisant les L-moments et en découpant le bassin en régions climatiques homogènes. Une formule empirique d'évaluation du débit décennal est enfin réévaluée, considérant la baisse importante des débits maximaux depuis 1970. Les valeurs trouvées soulignent l'importance du choix de la période, puisque quelques années peuvent faire varier de façon importante les valeurs classées.     

Impact de la variabilité climatique et du barrage Nangbéto sur l'hydrologie du système Mono-Couffo (Afrique de l'Ouest)

Résumé

En Afrique tropicale, de nombreuses études sur la variabilité climatique montrent qu'une tendance à la sécheresse s'est manifestée à partir de la fin des années 1960. Cette sécheresse a affecté aussi l'hydrosystème Mono-Couffo, en Afrique de l'Ouest, avec une persistance remarquable qui s'est répercutée sur les écoulements. Depuis 1988, avec la mise en eau du barrage de Nangbéto, qui coïncide avec une légère reprise pluviométrique dans les années 1990, on assiste à une modification du régime hydrologique du Mono à Athiémé. Les méthodes statistiques appliquées aux données mensuelles de pluie et débit de la période 1961–2000 ont permis de constater que les déficits pluviométriques des décennies 1970 et 1980 ont engendré des déficits de l'écoulement. Mais, avec la légère reprise pluviométrique (2%) de 1988 à 2000, on assiste à un excédent d'écoulement de 37% sur le Mono à Athiémé à régime « artificiel » depuis 1988; et, par contre, pas d'excédent (0,1%) sur le Couffo à Lanta à régime « naturel ».

Editeur Z.W. Kundzewicz

Citation Amoussou, E., Camberlin, P. et Mahé, G., 2012. Impact de la variabilité climatique et du barrage Nangbéto sur l'hydrologie du système Mono-Couffo (Ouest Afrique). Hydrological Sciences Journal, 57 (4), 805–817.     

Analyse conjointe des régimes pluviométriques et hydrologiques dans le bassin de la Tafna (Algérie Occidentale)

Résumé

La variabilité du climat, une gestion non optimale de la ressource en eau et l'intensification des activités anthropiques pourraient être les trois facteurs majeurs menaçant les écoulements et l'état de la ressource en eau dans les sous-bassins algériens. C'est le cas du bassin de la Tafna dans la partie occidentale de l'Algérie. Ce bassin est situé dans une région au climat semi-aride. Outre l'influence des précipitations, nous examinerons dans cet article la contribution possible d'autres facteurs (géologiques, topographiques et anthropiques) à la variabilité des écoulements dans le bassin de la Tafna. Pour cela, en plus de l'analyse du régime pluviométrique et des débits, nous avons choisi d'analyser le baseflow index ou BFI et les débits de base. Cinq sous-bassins de la Tafna, où des données journalières de pluie et de débit étaient disponibles sur la période 1976–2006 ont été étudiés. L'analyse, qui a distingué deux sous-régions déterminées par la topographie: les bassins d'altitude et ceux de plaine, montre que, selon leur contexte géologique, les sous-bassins ont des comportements différents en terme d'écoulement. Les zones en altitude présentant un écoulement de base et un BFI plus importants que les bassins de plaine. Ceci peut être relié à la nature lithologique des formations, les bassins d'altitude présentant une composante karstique importante. Les analyses de tendance/rupture sur les précipitations annuelles ne montrent aucune tendance significative sur la période 1976–2006. On note une baisse des débits moyens annuels uniquement sur deux stations en altitude (significatives aux seuils 1 et 10% respectivement). Une tendance à une diminution significative des débits de base est obtenue sur deux bassins d'altitude et un bassin de plaine (au seuil 1 ou 5%). La baisse du BFI est significative au seuil 1% pour seulement une station d'altitude. Ceci serait le signe d'une baisse du stock dans les bassins d'altitude. La modification des écoulements de base sur certains sous-bassins de la Tafna serait donc imputable à des causes, notamment de nature anthropique, ne relevant pas d'une diminution de la pluviométrie.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé M. Lang

Citation Bakreti, A., Braud, I., Leblois, E., et Benali, A. 2013. Analyse conjointe des régimes pluviométriques et hydrologiques dans le bassin de la Tafna (Algérie Occidentale). Hydrological Sciences Journal, 58 (1), 1–19.     

Hydrological Sciences Journal Contents 1997

Résumé

Nous examinons ici le phénomène très complexe de l'érosion hydrique de bassins versants. L'approche adoptée consiste d'une part à quantifier l'érosion à plusieurs échelles spatiales, au sens de la méthode Wischmeier, de la simulation de pluies sur 1 et 87 m², de micro-bassins expérimentaux, de retenues collinaires et d'un barrage en exploitation, et d'autre part à rechercher un modèle régressif pouvant expliquer la relation débit solide-débit liquide pour les différentes formes d'érosion. Une zone de marnes du bassin de la Mina en Algérie, productive en sédiments pour un barrage en aval et représentant le cinquième de la surface, a constitué la zone expérimentale. Les résultats montrent que, vu la complexité des facteurs mis enjeu, il est quasiment impossible d'extrapoler à différentes échelles. Le modèle puissance caractérise la relation débit solide-débit liquide, quelle que soit l'échelle spatiale considérée.     

Publications received by the Editor

Résumé

Dans la vallée du Merguellil (Tunisie centrale), le Barrage El Haouareb est implanté sur un seuil hydraulique karstique. Sa construction a totalement bouleversé les circulations superficielles et souterraines. L'eau désormais massivement infiltrée sous le barrage se mélange avec la nappe d'Aïn El Beidha, présente dans le bassin amont, et alimente le karst qui se déverse dans la grande nappe alluviale de la plaine de Kairouan. L'analyse isotopique (²H, ³H, ¹⁸O) de ces différents compartiments permet de préciser le bilan en eau régional et d'affiner sensiblement les informations hydrodynamiques existantes. Pour les périodes échantillonnées, la contribution des eaux du barrage à l'alimentation du karst varie de 21 à 66%; elle augmente avec la hauteur d'eau présente dans la retenue. Les eaux ainsi infiltrées depuis la construction du barrage ont déjà largement “contaminé” les sept premiers kilomètres de la nappe alluviale. Celle-ci garde cependant encore la trace de son ancien mode de recharge par infiltration des fortes crues de l'oued.     

Modélisation des écoulements de l'oued Miliane par le modèle CEQUEAU

Résumé

Cette étude présente l'application du modèle déterministe de simulations hydrologiques CEQUEAU pour la reconstitution des débits moyens journaliers et mensuels de quatre stations hydrométriques du bassin versant de l'oued Miliane (Tunisie) ainsi que les niveaux moyens journaliers dans le barrage Bir Mcherga. Le modèle a été calibré avec les données de trois années d'observation (de 1972/73 à 1974/75). Durant cette période, les débits moyens journaliers sont reconstitués avec des coefficients de Nash variant de 0.88 à 0,97 et des écarts relatifs qui varient entre ?2.3% et ?4.7%. Pour les débits de pointe les biais sont plus élevés. L'analyse des séries résiduelles a montré que les résidus sont homogènes et temporellement dépendants mais les résidus des différents stations sont indépendants. Durant la période de validation (de 1975/76 à 1976/77), les coefficients de corrélation et de Nash se sont dégradés pour les deux stations restées en fonctionnement (0.71 et 0.89). Les biais obtenus varient entre ?3.7% et +5.5%.     

Approche hydrogéologique et hydrochimique des échanges hydrodynamiques entre aquifères profond et superficiel du bassin du Djérid,Tunisie

Résume

L'étude basée sur l'interprétation des données hydrochimiques (éléments majeurs) et isotopiques (¹⁸O, ²H, ³H et ¹⁴C) des eaux souterraines du bassin du Djérid (sud-ouest tunisien) a permis de comprendre les relations entre les différents niveaux du système aquifère dans ce bassin. Elle a montré que l'eau de l'aquifère profond du Complexe Terminal (CT), vraisemblablement peu circulante, a été rechargée sous un paléoclimat plus froid. De nos jours, cette eau couvre à elle seule la quasi-totalité des besoins en eau d'irrigation des palmeraies de la région. Le surplus d'eau d'irrigation alimente la nappe phréatique logée dans les formations sableuses du Plio-Quaternaire. Cette dernière présente un intérêt secondaire de point de vue quantitatif, mais son influence se situe au niveau de sa contribution à la recharge de la nappe profonde du CT. En effet, l'eau de retour d'irrigation de la nappe phréatique, évaporée et équilibrée avec le CO₂ atmosphérique conduit, par endroits, à un rajeunissement apparent et à un enrichissement en isotopes stables des eaux de la nappe du CT.     

Cartographie du potentiel en eau souterraine du bassin versant de la Lobo (Centre-Ouest,Côte d’Ivoire) : approche par analyse multicritère

RÉSUMÉ

Ce travail aborde le problème d’accessibilité en eau potable dans les zones fissurées de la Côte d’Ivoire notamment en saison sèche. Sur le bassin versant de la Lobo, le problème se pose avec plus d’acuité puisque les retenues aménagées pour l’alimentation en eau des populations ne sont pas correctement alimentées ces dernières années et sujettes à une très forte eutrophisation. L’approche pluridisciplinaire (télédétection, analyse multicritère et système d’information hydrogéologique à référence spatiale) a été adoptée. La cartographie des sites potentiels en eau montre que la quasi-totalité du bassin de la Lobo possède une bonne et excellente disponibilité en eau souterraine (93% de la superficie totale). Cette bonne disponibilité en eau souterraine est due à une faible pente et à une bonne densité de fracturation qui entrainent une bonne infiltration des eaux dans l’aquifère. L’identification des sites potentiels montre que près de 72% de la superficie du bassin est favorable à l’implantation d’ouvrages à gros débits. Dans l’ensemble, ces aquifères présentent une bonne accessibilité avec cependant, une exploitabilité médiocre.

Editeur Z. W. Kundzewicz; Edithur Associé M.D. Fidelibus