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Prédétermination Et Prévision Des Étiages Des Oueds De L'algérie

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Prédétermination Et Prévision Des Étiages Des Oueds De L'algérie UNIVERSITE DE KASDI MERBAH OUARGLA FACULTE DES SCIENCES PRATIQUE DEPARTEMENT D'HYDRAULIQUE ET GENIE CIVIL MEMOIRE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MAGISTERE Spécialté : Hydraulique Option : Aménagement hydraulique en zones arides Présenté par : MEKHLOUFI Nabil THEME Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale Soutenais le : 18/12/2014 Devant le jury d'examen : Président : KRIKER A Professeur Université de Kasdi Merbah Ouargla Examinateur : SAKER M.L Professeur Université de Kasdi Merbah Ouargla Examinateur : BOUBEKRI A Professeur Université de Kasdi Merbah Ouargla Promoteur : BOUTOUTAOU D Professeur Université de Kasdi Merbah Ouargla Promotion : 2014 Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale RESUME : L’estimation des débits des rivières et, en particulier, l’estimation des débits d’apports minimaux (les étiages) au quel il est possible de s’attendre au cours d’une période donnée, est un facteur important pour la planification et la modélisation des ressources, Actuellement, la prédétermination et/ou la prévision des débits d’étiage se fait uniquement sur la base de données de mesures ou de l’analogie hydrologique. Malheureusement le réseau hydrographique de l’Algérie n’est pas bien équipé par des stations hydrométriques ce qui engendre d’énormes problèmes pour la prédétermination et la prévision des débits d’étiages. Une analyse hydrologique détaillée de quelques cours d’eau équipés des stations hydrométriques nous a permis la prédétermination et la prévision des débits d’étiage. Sur la base de cette importante information, un modèle de prévision de débit d’étiage à été établi. Ce modèle permet le calcul de ces débits dans n’importe quel Oued non équipé de station de mesures en présence de Peu de données. Les cartes de coefficient de tarissement et des débits d’étiage établies permettent de faire une prévision d’étiage sur n’import quel cours d’eau, en l’absence totale de données. Le modèle et les cartes établis peuvent être utilisés par les ingénieurs et les planificateurs de la ressource en eau dans l’établissement des études hydrologiques des barrages et retenues collinaires pour les conditions hydrologiques et climatiques de l’Algérie. Mots clés : estimation, modélisation, prédétermination, prévision, débits d’étiage, coefficient de tarissement ﻣﻠﺨﺺ: ﯾﻌﺘﺒﺮ ﺗﻘﺪﯾﺮ ﺗﺪﻓﻘﺎت اﻷﻧﮭﺎر ﻋﺎﻣﺔ، وﻣﻌﺪﻻت ﺗﺪﻓﻘﺎت اﻟﺤﺪ اﻷدﻧﻰ (اﻟﺘﺪﻓﻘﺎت اﻟﻤﻨﺨﻔﻀﺔ) ﺧﺎﺻﺔ، واﻟﺘﻲ ﯾﻤﻜﻦ أن ﻧﺘﻮﻗﻌﮭﺎ ﺧﻼل ﻓﺘﺮة ﻣﻌﯿﻨﺔ، ﻋﺎﻣﻼ ﻣﮭﻤﺎ ﻟﻠﺘﺨﻄﯿﻂ وﻧﻤﺬﺟﺔ اﻟﻤﻮارد. وﯾﺘﻢ ﺣﺎﻟﯿﺎ اﻟﺘﺤﺪﯾﺪ اﻟﻤﺴﺒﻖ و/أو ﺗﻨﺒﺆ اﻟﺘﺪﻓﻘﺎت اﻟﻤﻨﺨﻔﻀﺔ ﻓﻘﻂ ﻋﻠﻰ أﺳﺎس ﻣﻌﻄﯿﺎت اﻟﻘﯿﺎس أو اﻟﻘﯿﺎس اﻟﮭﯿﺪروﻟﻮﺟﻲ. وﻣﻦ اﻟﻤﺆﺳﻒ أن اﻟﺸﺒﻜﺔ اﻟﮭﯿﺪروﻏﺮاﻓﯿﺔ ﻓﻲ اﻟﺠﺰاﺋﺮ ﻟﯿﺴﺖ ﻣﺠﮭﺰة ﺗﺠﮭﯿﺰا ﺟﯿﺪا ﻟﻠﻤﺤﻄﺎت اﻟﮭﯿﺪروﻣﺘﺮﯾﺔ و اﻟﺘﻲ وﻟﺪت ﻣﺸﺎﻛﻞ ﻛﺒﯿﺮة ﻣﻦ أﺟﻞ اﻟﺘﺤﺪﯾﺪ اﻟﻤﺴﺒﻖ واﻟﺘﻨﺒﺆ ﺑﺎﻟﺘﺪﻓﻘﺎت اﻟﻤﻨﺨﻔﻀﺔ. إن اﻟﺘﺤﻠﯿﻞ اﻟﮭﯿﺪروﻟﻮﺟﻲ اﻟﻤﻔﺼﻞ ﻟﺒﻌﺾ اﻟﻤﺤﻄﺎت اﻟﮭﯿﺪروﻣﺘﺮﯾﺔ وﻣﺠﺎري اﻟﻤﺎﺋﯿﺔ ﺳﻤﺢ ﻟﻨﺎ اﻟﺘﺤﺪﯾﺪ اﻟﻤﺴﺒﻖ واﻟﺘﻨﺒﺆ ﺑﺎﻟﺘﺪﻓﻘﺎت اﻟﻤﻨﺨﻔﻀﺔ. ھﺬا اﻟﻨﻤﻮذج ﯾﺴﻤﺢ ﺑﺤﺴﺎب ھﺬه اﻟﻤﻌﺪﻻت ﻓﻲ أي ﻧﮭﺮ ﻛﺎن ﻏﯿﺮ ﻣﺰود ﺑﻤﺤﻄﺔ ﻗﯿﺎس ﻓﻲ وﺟﻮد ﺑﯿﺎﻧﺎت ﻣﺤﺪدة. إن ﺑﻄﺎﻗﺎت ﻣﻌﺎﻣﻼت اﻟﺮﻛﻮد واﻧﺨﻔﺎض اﻟﺘﺪﻓﻘﺎت اﻟﻤﻨﺸﺄة ﺗﺴﻤﺢ ﺑﺎﻟﺘﻨﺒﺆ ﻟﺘﻮﻗﻌﺎت اﻧﺨﻔﺎض ﺗﺪﻓﻖ ﻓﻲ أي ﻣﺠﺮى ﻣﺎﺋﻲ و ﻓﻲ اﻟﻐﯿﺎب اﻟﺘﺎم ﻟﻠﺒﯿﺎﻧﺎت. ﯾﻤﻜﻦ أن ﺗﺴﺘﺨﺪم اﻟﺒﻄﺎﻗﺎت واﻟﻨﻤﺎذج اﻟﻤﻨﺸﺄة ﻣﻦ ﻗﺒﻞ اﻟﻤﮭﻨﺪﺳﯿﻦ واﻟﻤﺨﻄﻄﯿﻦ ﻟﻠﻤﻮارد اﻟﻤﺎﺋﯿﺔ ﻓﻲ إﻧﺸﺎء اﻟﺪراﺳﺎت اﻟﮭﯿﺪروﻟﻮﺟﯿﺔ ﻟﻠﺴﺪود واﻟﺴﺪود اﻟﺼﻐﯿﺮة ﻓﻲ اﻟﻈﺮوف اﻟﮭﯿﺪروﻟﻮﺟﯿﺔ واﻟﻤﻨﺎﺧﯿﺔ اﻟﺨﺎﺻﺔ ﺑﺎﻟﺠﺰاﺋﺮ. ﻛﻠﻤﺎت ﻣﻔﺘﺎﺣﯿﮫ: ﺗﻘﺪﯾﺮ، اﻟﺘﺪﻓﻘﺎت اﻟﻤﻨﺨﻔﻀﺔ ،اﻟﺘﺤﺪﯾﺪ اﻟﻤﺴﺒﻖ، اﻟﻨﻤﻮذج ، اﻟﻤﺨﻄﻄﯿﻦ ABSTRACT: The estimation of river flows and, in particular, the estimation of rates of minimum flows(low flows) in which it is possible to expect during a given period, is an important factor in the planning and modeling of the resource currently predetermination and/or predicting low flows is done only on the basis of given measurement or hydrological analogy. Unfortunately the river system of Algeria is not well equipped for hydrometric station that engendered enormous problems for predetermination and forecasting low flows. A detailed hydrological analysis of some rivers team hydrometric station allowed us predetermination and forecasting low flows have been established. This model allows the calculation of these rates in does not import what with river gauging station in the presence of limited data. Cards recession coefficients and low flows established to allow a low flows forecast will import streams in the total absence of data. Model and set cards can be used by engineers and planners of water resources in the establishment of hydrological studies of dams and small dams for hydrological and climatic conditions of Algeria. Key words: estimation, predetermination, predicting, low flows, recession coefficients, Model 1 Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale Remerciement Au terme de ce modeste travail, je tiens à exprimer ma profonde gratitude et mes vifs remerciements à : Mon promoteur Mr Boutoutaou Djamel professeur à l’université de KASDI MERBAH Ouargla, pour ses orientations, ses précieux conseils. Mes remerciements vont également à l’ensemble du personnel des : . Laboratoire de Protection des Ecosystème en Zones Arides et Semi-Arides . l’Agence Nationale des Ressources Hydriques ANRH Tous ceux qui j’ai aidés de prés ou de loin dans l’élaboration de ce travail. Je tien enfin à remercier le président et les Honorables membres de jury d’avoir accepté de juger ce travail. Mr. Mekhloufi nabil 2 Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale Dédicaces Je dédie ce travail : A ma mère que j’aime beaucoup et que dieu les garde A mes frères et sœurs. A ma fiancée A mon Promoteur A toute la famille. A tout mes amis A tous ceux que j’aime. Mr. Mekhloufi nabil 3 Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale List des tableaux Tableau I-1 Températures moyennes mensuelles dans différentes régions 21 de l’Algérie (1992-2002) en °C Tableau I-2 Moyenne mensuelles des humidités relatives de l’air en (%) 22 Tableau III-1 Test d’homogénéité 49 Tableau III-2 les résultats du test d’homogénéité des séries des débits des 50 cours d’eau étudiés Tableau III-3 les caractéristiques statistiques des séries des débits d’étiage 55 des cours d’eau Tableau III-4 : les lois d’ajustements testées sur les données d’étiage des 60 différents bassins versants de l’Algérie du Nord Tableau III-5 Résultats d’ajustements des débits d’étiage en m3/s par loi 62 log-normal Tableau III-6 les résultats de test du Khi-deux « χ² » des différents 77 intervalles de temps Tableau IV-1 Débit moyen journalier d’Oued EL Harrach en m3/s 91 (1991/1992) Tableau IV-2 Série des valeurs à partir du point (B) 93 Tableau IV-3 Résultats du calcul des paramètres du modèle Q0 et α d’Oued 94 EL Harrach Tableau IV-4 Résultats du calcul des paramètres du modèle Q0 et α pour 95 tous les bassins versants du nord de l’Algérie Tableau IV-5 Comparaison du débit observé et débit calcule d’Oued EL 98 Harrach (station BARAKI)( l’année 1991-1992) 4 Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale List des figures Figure I-1 Localisation de zone d'étude 16 Figure I-2 Principaux reliefs de l’Algérie [Encyclopédie Hachette, 2001] 18 Figure II-1 Station hydrométrique deAin Smara sur l’oued Rhumel (profil en 37 travers) Figure II-2 Station de Grarem : seuil de jaugeage et échelles limnimétriques 37 Figure II-3 Etapes de calcul d’un débit moyen journalier 38 Figure II-4 Courbes de tarage de la station de Douar Tassadane (d’après A.N.R.H,) 39 Figure II-5 Courbes de tarage de la station de Grarem (d’après A.N.R.H., 40 Constantine) Figure III-1 Illustration de l'influence des aménagements hydrauliques sur la courbe 46 des débits classés d'un cours d'eau Figure III-2 les courbes d’ajustement des débits d’étiage par loi log normale. 74 Figure IV-1 Méthodes simplifiées de séparation des composantes de l’hydrogramme 85 (BLAVOUX, 1978) Figure IV-2 Décomposition de l'hydrogramme par la méthode de BARNES 86 Figure IV-3 Vidange d’une masse spongieuse 86 Figure IV-4 courbe de tarissement d’Oued KEBIR EST 89 Figure IV-5 courbe de tarissement d’Oued BOU SELLAM 89 Figure IV-6 Hydrogramme de crue d’oued El-Harrach station 02.14.18 92 Figure IV-7 Courbes de tarissement de S.B.V.02-14-18 92 Figure IV-8 comparaison entre débit observé et débit calculé d’oued EL- 99 HARRACH (1991-1992) Figure IV-9 Mode de représentation de l’information géographique dans le système 105 de SIG Figure IV-10 Les différents types des projections cartographiques 107 Figure IV-11 Carte des débits d’étiage initial moyen des cours d’eau du Nord de 109 l’Algérie Figure IV-12 Carte des coefficients de tarissement moyen (α) des cours d’eau du 110 Nord de l’Algérie 5 Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale List des cartes Carte I-1 Températures moyennes annuelles de l’Algérie du nord 21 Carte I-2 Répartition des postes pluviométriques 23 Carte I- 3 Pluviométrie moyenne annuelle en mm du Nord de l’Algérie [ANRH] 25 Carte II-1 carte géologique de l’Algérie d’après la carte géologique I.N.Afrique 29 Carte II-2 Carte géologique de l’Algérie du Nord 32 Carte II-3 Répartition des classes de perméabilité [A.N.R.H] 33 Répartition des grands bassins versants et réseau hydrographique du Carte II-4 34 Nord de l'Algérie Carte II-5 Organisation des grands bassins versants du nord de l’Algérie 36 6 Prédétermination et Prévision des étiages Des Oueds de l’Algérie Septentrionale Sommaire Liste des tableaux Page Liste des figures Liste des cartes Sommaire Introduction CHAPITRE I : Caractéristiques physico-géographiques et climatiques des bassins versants du nord de l’Algérie 1.
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