DEDICACES
Je dédie ce modeste travail aux personnes les plus chères dans ma vis, mes parents à qui je ne pourrais jamais les remercier assez, pour leur soutien moral et matériel, leur compréhension, leur tendresse, leurs amours et leurs sacrifices : Mon père : Rachid ; Ma très chère mère : Salima ;
A mes frères : Tahar, Khaled, Youssef, Ahmed et Mohamed ; Mes sœurs : Siham, Amal, Samira, Khadidja et Amina ; mes tantes et mes oncles : Mohamed, Abd errahmane, Masbah, Abd elmadjid et Messaoud et mes cousins.
A mes amis de la promotion : Belkhiri Samir, Belhadj Mohamed Ezzine et Tiri Ammar.
Remerciement
Au terme de la rédaction de ce mémoire ; Je ne manque pas d’adresser mes s’incères remerciements à notre Dieu, qui a éclairé mon itinéraire du savoir. Il m’est également agréable de remercier aussi toutes les personnes qui ont contribué à son élaboration :
Monsieur le professeur BOUDOUKHA abderrahmane de l’université de BATNA, de m’avoir encadré et suivi mon travail avec sa rigueur scientifique, ses conseils ainsi que sa gentillesse qui mon permis de mener à bien ce travail ;
J’exprime également mon profond remerciement et ma vive gratitude à mes enseignants du département d’Hydraulique de l’université de Batna, et en particulier monsieur Z. GUERRAICHE, monsieur : N. LAHBARI et monsieur A. KEMOUKH de l’université de Ouargla pour leurs aides. Mes remerciements les plus s’insèrent à tous : Mes anciens enseignants de l’Institut des Sciences de la Terre de l’Université de Constantine et en particulier, monsieur Z. Abdelkrim de laboratoire d’Hydrochimie ;
En fin je saisis l’occasion de remercier tous les membres jury qui ont bien voulu en faire partie.
Sommaire :
Page
Introduction
1. Situation géographique------2 2. Origine et but de l’étude:------4
Chapitre I : la Géologie : I Introduction : ------6 I.1.Localisation De La Zone d’Etude : ------6 I.2.Géologie Régionale ------6 I.3.La Stratigraphie : ------6 I.3.1. Domaine Interne : ------8 I.3.1.1.Le Socle Kabyle (Paléozoïque) :------8 I.3.1.2.Chaîne Calcaire Ou Dorsale Kabyle------9 I.3.2.Domaine Des Flyschs------9 I.3.2.1.Flysch Mauritanien :------9 I.3.2.2.Flysch Massylien : ------9 I.3.3.Les formations post-nappes :------12 I.3.4.Les petits affleurements orientaux : ------12 I.4.La Géologie du secteur d’étude ------12 I.4.1.Le Trias :------12 I.4.2.Permo-Trias :------12 I.4.3.Crétacé :------12 I.4.4.Yprésien e6-5 :------17 2 I.4.5.Lutétien e a :------17 3 I.4.6. Priabonien e a :------17 3 I.4.7. Oligocène e b :------17 3 I.4.8. Pontien e c :------17 4 I.4.9. Pliocène e c :------17 I.5.La Perméabilité : ------17 a) Formations de forte perméabilité : ------17 b) Formations à perméabilité moyenne à forte : ------17 c) Formations à perméabilité faible et moyenne : ------17 I.6.La Tectonique De La Région: ------19 I.6.1.La paléogéographie de la région : ------21 I.6.1.1.Les phases tectoniques anté- Miocènes et Miocène : ------21 I.6.1.1.1. Les mouvements précoces : ------21 I.6.1.1.2.La phase Atlasique : ------21 I.6.1.1.3.La phase Alpine : ------21 I.7.Conclusion :------25
Chapitre II : Géomorphologie : II.1. morphologie du bassin : ------27 II.1.1.Reliefs : ------27 II .1.1.1. Ensemble des hautes altitudes : ------27 II.1.1.2.Ensemble des basses altitudes : ------27 II.1.1.3.Ensemble intermédiaire : ------27
II.1.2.Les pentes : ------27 Les pentes faibles à moyennes : ------27 Les pentes moyennes : ------27 Les pentes moyennes à fortes : ------27 Les pentes fortes : ------27 II. 2. Analyse morphométrique du Bassin versant : ------30 II 2.1.Caractéristiques morphométriques : ------30 II.2.1.1.Périmetre : ------30 II.2.1.2.La surface : ------30 II.2.1.3.La forme : ------30 II.2.1.4.Rectngle équivalent : ------30 II.2.1.4.1.Longueur du rectangle équivalent : ------31 II.2.1.4.2.Largeur du rectangle équivalent : ------31 II.2.1.5.Répartition altimétrique : ------31 II.2.1.5.1.Altitude moyenne : ------31 II.2.1.5.2.Altitude médiane : ------34 II.2.1.5.3.Dénivelée simple (D) :------34 II.2.1.5.4.Indice des pentes et de Reliefs : ------35 Indice de pente globale (Ig) :------35 Indice de pente de Roche : (Ip) :------35 II.2.1.5.5. Dénivelée spécifique D S : ------35 II.2.1.6.Réseau hydrographique : ------36 II.2.1.6.1.Densité de drainage : ------36 II.2.1.6.2.Coefficient de Torrentialité C t : ------36 II.2.1.6.3.Rapport de la confluence : ------38 II.2.1.6.4.Rapport de longueur : ------38 II.2.1.6.5.Temps de concentration : ------38 1) Formule de GIANDOTTI : ------38 II.2.1.7.Profil en long du cours d’eau principal du bassin versant de Zerdazas : ------39 1) La zone amant : ------41 2) La zone intermédiaire : ------41 3) La zone avale : ------41 II.3. Conclusion : ------41
Chapitre III : Hydroclimatologie : III.1.Introduction :------43 III.2.Choix et Localisation Des Stations De Prélèvement : ------43 III.3.Le Climat : ------43 III.3.1.Indice de De Martonne : ------44 III.3.2.Climagramme de L.Emberger :------44 III.3.3.Caractéristiques Climatiques : ------45 III.3.3.1.Paramètres météorologiques déterminants : ------45 III.3.3.1.1.L’humidité : ------45 III.3.3.1.2.L’évopotranspiration (E) : ------45 III.3.3.1.3.Insolation :------48 III.3.3.1.4.Température :------48 III.3.3.1.5.Etude des précipitations : ------48 III.3.3.1.5.1.Répartition moyenne mensuelle et saisonnière des précipitations : ----50 III.3.3.1.5.2.Répartition annuelle des précipitations : ------50 III.3.3.1.5.3.Le coefficient pluviométrique : ------50
III.3.3.1.5.4.Calcul de la lame d’eau moyenne précipitée sur le bassin : ------53 III.3.4.Relation Température Précipitation (Régime thermique) :------53 III.3.41. Diagramme Ombro-thermique de Gaussen et Bagnouls : ------55 III.3.4.2.Détermination de l’humidité de sol (méthode d’ENVERTE) :------55 III.4.Bilan d’eau : ------56 III.4.1.Calcul de l’évapotranspiration : ------56 III.4.1.1.Calcul de l’évapotranspiration potentielle (ETP) :------56 III.4.1.2.Calcul de l’évapotranspiration réelle (ETR), ou déficit d’écoulement : ------57 -Formule de TURC : ------57 -Formule de Coutague : ------57 -Méthode de Wundt : ------58 III.4.1.3. Calcul du bilan hydrique selon la formule de Thornthwaite : ------58 III.4.1.4. Détermination du ruissellement et de l’infiltration : ------60 III.5.L’écoulement:------62 III.5.1.L’écoulement moyen annuel dans le bassin : ------62 III.5.2.L’irrégularité interannuelle des modules : ------62 III.5.3.Le bilan hydrologique et le déficit annuel d’écoulement : ------64 III.5.4.La répartition fréquentielle des modules. Ajustement a une loi log-normale : ------64 III.5.5. Estimation de l’apport moyen annuel selon les formules empiriques : ------65 1 – Formule de SAMIE : ------65 2– Formule dite ALGERIENNE : ------65 3– Formule de MALLET- GAUTTHIER : ------66 4– Formule de TURC:------66 III.5.6.L’irrégularité saisonnière des modules : ------67 III.5.7.La disponibilité annuelle en eau de surface : ------68 III.5.8.Les disponibilités saisonnières en eau de surface : ------68 III.5.9.L’écoulement extrême : crue et étiage : ------69 III.6.Conclusion :------71
Chapitre IV : Hydrochimie : Introduction : ------73 VI.1.Choix et Localisation Des Stations De Prélèvement : ------73 IV.2 Faciès chimique. ------76 IV. 3.Etude des rapports caractéristiques et origine des éléments dominants : ------76 IV.3.1.L’origine du sodium Na + : ------76 IV.3.1.1.Le couple Na + -Cl - : ------76 + -- IV.3.1.2.Le couple Na -SO 4 : ------77 IV.3.2.L’origine de magnésium Mg ++ : ------79 2+ 2+ 2- IV.3.2.2.Le couple (Mg / Ca ) et SO 4 : ------79 IV.3.3.L’origine du calcium Ca 2+ : ------79 2+ - -- IV.3.3.1.Les éléments Ca et HCO 3 -SO 4 : ------79 IV.3.4.L’origine de la salinité : ------81 - - 2- IV.3.4.1.Les relations HCO 3 /(Cl + SO 4 ) – Conductivité électrique : ------81 IV.4.Apport de l’Analyse en Composant Principales (ACP) : ------82 IV.4.1.Caractéristique de la méthode : ------82 IV.4.2.Traitement statistique : ------82 IV.4.2.1.Matrice de corrélation : ------82 IV.4.2.2. L’analyse de cercle de l’ACP : ------84
IV.5. Etude des paramètres Physico-chimiques : ------87 IV.5.1. La Température : ------87 IV.5.2. Potentiel d’Hydrogène (pH) :------88 IV.5.3.La Conductivité Electrique : ------89 IV.6.Les éléments chimiques : ------90 IV.6.1.Les éléments majeurs : ------90 IV.6.1.1.Les cations : ------90 IV.6.1.1.1.Le calcium (Ca ++ ) :------90 IV.6.1.1.2.Le magnésium (Mg ++ ) :------91 IV.6.1.1.3.Le sodium (Na +) :------92 IV.6.1.1.4.Le potassium (K +) :------93 IV.6.1.2.Anions :------94 IV.6.1.2.1.Les chlorures (Cl -) :------94 -- IV.6.1.2.2.Les sulfates (SO 4 ) :------95 - IV.6.1.2.3.Les bicarbonates (HCO3 ) :------96 - IV.6.1.2.4.Les nitrates (NO 3 ) :------97 IV.6.2.Les éléments métalliques en trace : ------100 IV.6.2.1.Le plomb (Pb ++ ) :------100 IV.6.2.2.Le fer total (Fe ++ et Fe +++ ) :------101 IV.6.2.3.Le strontium (Sr ++ ) :------102 a : Evolution de la teneur de strontium : ------102 b : Origine de la salinité : ------103 IV.6.2.4.Le mercure (Hg ++ ) :------104 IV.7. Aptitude des eaux à l’irrigation : ------105 IV.7.1. Risque de sodicité et de salinité : Diagramme du SAR : ------105 IV.7.2 Influence de la sodicité et de la salinité de l’eau sur la perméabilité du sol : ------108 IV.7.2.1.Classification de Wilcox------108 IV.8. Conclusion : ------109 Conclusion générale : ------111 Annexes Bibliographie
1. Situation géographique : La région d’étude se situe au Nord Est de l’Algérie à 345 K m à l’Est d’Alger (fig 1) ; Du point de vue géographique, la région de Zardezas appartient à la Wilaya de Skikda, limitée : -à l’Ouest par la commune de Ain Bouziane ; -à l’Est par la Wilaya de Guelma ; -au Nord par la commune de Salah Bouchaour ; -au Sud par la Wilaya de Constantine.
Mer Méditerrané
Skikda
Annaba Béjaia
Sétif Constantine
Oum El Bouaghi
Barika Légende : Batna Zone d’étude Echelle : 1/1500000 Oued
Fig .1 : Localisation du Bassin des Zerdazas
Le bassin versant de Zardezas fait partie des bassins côtiers Constantinois (fig .2), situé entre les latitudes 36 o20 ’et 36 o45 ’ Nord et les longitudes 6 o 37 ’et 7 o 15 ’ à l’Est. Ses limites naturelles sont les suivantes: -au Sud : les monts de Constantine Dj Ouahch (1200 m) et Dj Kef- Tasengga (880 m) ; -au Nord : Dj Bouabed (611 m) ; - à l’Est : Edough (Cap de fer ) ; Dj Guettar (882 m) , Dj Fedseris (915 m), Dj Grar (1078 m) et Dj Mermera (990 m) ; - à l’Ouest : la petite Kabylie (massif de Collo), Dj Sesnou (704 m) et Dj Rara (780 m).
ntinois (03)
Le bassinLe de Zerdazas
des Carte sous : ConstaFig bassins(2) des côtiers
2. Origine et but de l’étude:
L’augmentation des exigences en eau dans la région de SKIKDA zone à vocation agricole et industriel, s‘ajoute à la demande en eau croissante pour l’alimentation de la ville de SKIKDA et des villages avoisinants. Cette alimentation en eau pose des problèmes vu l’accroissement de la population et l’élévation du niveau de vie, il eu un accroissement des volumes consommés et une détérioration de sa qualité ce qui laisse penser que les ressources en eaux de bonne qualité se limitent d’avantage pour les besoins locaux.
Cette situation a encouragé les responsables de ce secteur à construire des barrages et des retenus collinaires pour exploiter les eaux superficielles, qui restent exposés à toutes formes de pollution d’origine urbaine ou industrielle.
Pour ce la ; un travail aura effectué dans la région pour mieux connaître le comportement hydrologique et hydrochimique des confluents de Oued SAF-SAF, sur la quel a été construit le barrage de Zerdazas depuis les années 1950.
Dans un premier lieu, nous nous penchons sur la géologie de la région qui a une influence sur la qualité de l’eau au cours de leur passage à travers les formations géologiques, et par la suite on abordera les caractéristiques morphométriques qui ont un rôle très important dans le comportement hydrologique et chimique des eaux du bassin. La climatologie est également abordée car c’est un facteur important qui influe sur les débits et le chimisme des eaux, aussi bien de surface que souterraines.
Dans un deuxième temps, on se consacrera à l’analyse l’hydrochimique qui a fait l’objet d’un suivi mensuel entre le mois Juillet 2004 et février 2005 à différents endroits du bassin versant afin d’apprécier la charge polluante de ces eaux.
I Introduction : La composition chimique des eaux superficielles, est liée aux produits solubles de l’altération des roches. Pour une meilleure connaissance des différentes caractéristiques chimiques de cette eau, il est indispensable de donner un aperçu plus ou moins détaillé sur l’aspect géologique du terrain.
I.1.Localisation de La zone d’étude : Le bassin versant de Zardezas fait partie de la chaîne des Maghrébides. Plus exactement il appartient au tel oriental Algérien, limité au Sud par des formations purement sédimentaires qui appartiennent au môle Néritique Constantinois et constitués généralement par des formations carbonatées d’âge Crétacé ; quant aux formations cristallophylliennes elles sont d’âge Paléozoïque, elle le limitent à l’Ouest par Collo et au Nord Est par le Dj Fifila et Dj Alia ; les formations alluvionnaires côtoient dans toute sa trajectoire.
I.2.Géologie Régionale : Fig (I.1) Notre terrain fait partie de la petite Kabylie, qui fait partie de l’ensemble géologique de l’Atlas Tellien. Cette zone est caractérisée par sa complexité lithologique, et structurale, et qui fait partie de la zone septentrionale de l’orogéne littorale Nord Africain. La région a fait l’objet de plusieurs travaux notamment de M.ROUBAULT (1974), M.DURAND DELGA (1996), M.J.BUILIN (1977) et J M Vila 1981....
I.3.La Stratigraphie : Le Tell Algérien n’est qu’une partie de l’Atlas Tellien, il s’agit d’une morphologie typiquement méditerranéenne. Les travaux des géologues dans l’Est, ont permis de mettre en évidence du point de vue structurale, du Nord au Sud les domaines suivants : Domaine des massifs primaires Kabyles ; Domaine Tellien ; Domaine de l’Atlas saharien ; Domaine de la plate forme saharienne ;
Le secteur d’étude fait partie du domaine de l’Atlas Tellien, où on distingue trois formations principales Fig (I.1) : Les terrains anciens, formés essentiellement par des roches métamorphiques ; Les formations Tertiaires, essentiellement sédimentaires ; Les formations quaternaires, essentiellement alluvionnaires ;
La zone d’étude est définie de point de vue structural du Nord au Sud par plusieurs unités, Fig (I.2) qui sont :
1. Domaine interne qui correspond au socle Kabyle, et à la dorsale calcaire ; 2. Domaine médian : qui correspond au Domaine des Flyschs ; 3. Domaine externe: qui correspond aux séries Telliennes ;
Méditerranée Mer Skikda Annaba Jijel
Guelma
TUNISIE
Batna
Biskra
Légende :
Massif ancien
Couverture Grés -Flysch
Chaîne Tellienne externe
Dorsale Calcaire
Chaîne Atlasique Echelle1/2500000
Plaines Oued Agglomération Sebkha
Piémont
Limites des bassins exoréiques
Fig (I.1) : Ensembles morpho structuraux et bassins hydrologiques de l’Est Algérien (d’après : M.Cote)
N Mer Méditerranée
Moyen Atlas Hauts Plateaux Atlas Tunisien Haut Atlas Atlas Saharien
Légende : Echelle1/10000000
Domaine interne
Domaine des flyschs
Domaine externe
Fig (I.2): Schéma structurale des Maghrebides
(D’après M. Durand Delga et J.M.Fondoté 1980)
I.3.1. Domaine Interne :
I.3.1.1.Le Socle Kabyle (Paléozoïque) : Toutes les formations paléozoïques servent ou qui ont servi de substratum à la chaîne calcaire. Le socle Kabyle est constitué de trois ensembles superposés ; deux ensembles métamorphiques et un ensemble principalement sédimentaire d’âge Paléozoïque.
1) L’ensemble métamorphique inférieur est formé de Gneiss à Biotite et à Muscovite avec intercalation de marbre et d’amphibolites ; 2) le deuxième ensemble, vient au dessus et c’est un ensemble métamorphique, constitué de phyllades ou de schistes satinés de (200 à 300 m d’épaisseur), gris, gris bleuté, parfois bleu vif rosé ou verdâtre, avec de nombreux cristaux de quartz à la base, ainsi que des porphyroïdes oeillés blancs ou verdâtre, à litage grossier et filon de quartz ; 3) Le troisième ensemble visible à l’intérieur, dans la chaîne numidique, sert de base aux séries Mésozoïques et Cénozoïques Calcaires. A la base de cet ensemble se trouvent des formations épaisses de 50 à100 m attribuées à l’Ordovicien Silurien. Ces formations constituées de Grauwakes de Spilites, d’Amphibolites et des Schistes. Au dessus on a des calcaires de faciès variable datés du Dévonien. En fin cet ensemble se termine par des schistes et des Pélites gris verdâtres, avec des débris de quartz et conglomérats à la base. Ce matériel est attribué au Carbonifère.
Les travaux de D.DELGA, ont montré également que le métamorphisme du socle est antérieur au Silurien et que le socle est charrié par une flèche de 30K m environ sur des terrains Mésozoïque et Cénozoïque. Ces dernières affleurent :
-en position diapirique à travers le socle à l’Ouest du terrain prés du Ain Kechra ; -de Stora jusqu’au col de Staiha ; -au Nord Est du terrain à DJ Safia (ultra Tellien), en fenêtre sous le socle Kabyle d’après G.F Raoult et J.M.Villa. -la même constitution a été affirmée par d’autres auteurs concernant DJ Fifila toujours au Nord-Est du terrain. Le socle Kabyle affleure aussi au Sud d’El Harrouch et au Nord-Est de Ain Bouziane où il sert de base à la série de Grés et de Conglomérats ; -l’unité Kabyle allochtone est bien développé à l’Est et à l’Ouest de Skikda.
I.3.1.2.Chaîne Calcaire Ou Dorsale Kabyle : Fig (I.3): Comme son nom l’indique :La dorsale Kabyle est constituée essentiellement de formation carbonatées, dont la datation s’étend du Lias inf au Lutétien, développée sur prés de 90K m d’Ouest en Est. L’étude de la chaîne calcaire du Tel oriental Algérien a été menée par J.F.Raoult (1974) et J.M.Villa (1980), qui ont pu définir Trois sous zones ; Interne, médiane et externe. Pour chacun de ces ensembles, les faciès et l’épaisseur des calcaires sont différents ceux ci jouent un rôle important au point de vue géomorphologique et hydrogéologique, car l’évolution Karstique et périglaciaire sont donc différentes.
I.3.2.Domaine Des Flyschs : Fig (I.4) Deux séries nettement caractéristiques ont été définies. Paléo géographiquement et du Nord vers le Sud, ce sont les flyschs Mauritaniens et les flyschs Massyliens, caractérisés par des formations abyssales mises en place par des courants de turbidité, mais à coté, on a pu reconnaître des séries dites (mixtes) apparentées au mauritanien, et d’autre dites (atypiques) à microbréches et à fortes affinités telliennes. Ce sont là des faciès de transition qui montrent le passage progressif entre ces différents faciès.
I.3.2.1.Flysch Mauritanien : D’age Néocomien Lutétien, ces séries sont composées d’alternance de bancs Argileux, de Calcaires et de Gréseux, ce qui multiplie les couples : roches dures et roches tendres. Cette formation est en continuité avec la chaîne calcaire externe. Jusqu’à présent, il est difficile d’établir une nette coupure entre ce dernier et la zone externe. Rencontré sur le versant Nord du DJ Sidi Driss riche de grés Albo-Aptien diminue, et laisse la place au bassin de Sidi Mezghich creusé essentiellement dans les roches tendre ce ci se traduit directement sur le paysage. Le flysch Mauritanien étant le plus répondue, est dominé par des calcaires microbréchiques renfermant parfois des bancs de grés et des couches d’argiles, il affleure au Nord de Ain Bouziane et au Nord de Kef Habouner. I.3.2.2.Flysch Massylien : Il est présenté de bas en haut par des Flyschs Argilo-quartziques de l’Albo-Aptien, de brèches pli tanites et des Flyschs à micro brèches du Sénonien. Il affleure sur de faibles étendues au Sud- ouest de Kef Toumiette, au Sud du Barrage de Zerdazas, sur le versant Nord de DJ Sidi Driss et au Col d’El Kantour, présenté par des bancs durs (gré et calcaire) très minces qui m’empêchent pas l’érosions de ces matériaux dans lesquels se développent toutes les formes de glissement et de ravinement ; Le Flysch Massylien présente une zone de transition entre le domaine des Flyschs et le domaine externe des séries Telliennes.
Dorsale Interne Dorsale Médiane Dorsale Externe
400 Calcaires m Conglomérats et Calcaires argileux Marnes Massifs Calcaires Lutétien et Marne
Calcaires Marno-Calcaires Yprésien Dolomitiques Calcaires lités Néocomien à Silex Calcaires
Calcaires Dogger Lités blanc massifs
Calcaires Muschelkalk Carixien Calcaires blancs massifs graveleux Calcaires Blancs Pélites et Lias.Inf massifs Grés
Trias.Sup Pélites Argiles Permo-Trias Pélites et Gr és
Paléozoïque
Fig (I.3) : Colonnes Stratigraphiques Synthétiques de la Chaîne Calcaire (d’après J.F.Raoult, 1974)
Flysch Mauretanien Flysch Massylien
400 m Nummulitique II
Flysch Marnes Lutétien et Argiles A
Sénonien microbrèches Calcaires Yprésien et Conglomérat 300 m
Sénonien Calcaires gris
Turonien
Cénomanien Calcaires bréchiques Albien.Sup Argiles Albien 200 m
Grés Turonien Phtanites
et en 15 à 60 m Calcaires bancs microbréchiques
épais Vraconien Albien 100 m
Aptien Flysch Barrémien Aptien Argilo-quartziques Marnes à et Bancs minces Calcaires en bancs Néocomien
Dogger Radiolarites 0m
Fig (I.4) : Colonnes Stratigraphiques Synthétiques des séries du flysch Mauretanien et Flysch Massylien (d’après J.F.Raoult.1974)
I.3.3.Les formations post-nappes : Les dépôts du Miocène moyen et terminal, tant dans leurs faciès marin que dans leurs faciès continental, sont franchement discordants sur toutes les unités antérieures et représentent ainsi les formations (post nappes), qui affleurent surtout dans les régions littorales.
I.3.4.Les petits affleurements orientaux : J.M.VILLA (1980) signale seulement deux affleurements au Sud de Azzaba qui présente des Marnes fin-Burdigalien, et les Argiles gris bleu de Dréan datées aussi de la fin du Burdigalien.
I.4.La Géologie du secteur d’étude : Fig (I.5 à I.7) D’après les cartes géologiques établies par plusieurs auteurs ; J. F. Raoult (1974), J. P. Bouilloin (1977), J. M. Villa (1980), une carte lithologique au 1/500.000 a été dressée pour montrer les différentes formations géologiques affleurant dans la région. Ces formations s’étalent du Permo- Trias au Quaternaire, Tableau I.1.
Tableau (I.1) Les différents étages avec leurs faciès correspondants
Etage Faciès et lithologie caractéristique 4 Pliocène e c Conglomérats Sableuses 3 Pontien (Miocène) e c Sable Argileu 3 Oligocène (Lattorfien) e b Grés et Conglomérats Numidien 3 Priabonien (Eocène-Sup) e a Marnes noires 2 Lutétien e a Grés Argileu Yprésien (Eocène- inf) e 6-5 Marno-Calcaires Albo-Aptien (Crétacé-inf) Marnes des Flyschs Albo-Aptien (Crétacé-inf) Argiles des Flyschs Permo-Trias Calcaires et Dolomites Trias Argile Gypsifère
I.4.1.Le Trias : D’après la carte géologique, les terrains triasiques affleurent sous formes de diapirs, dans des régions accidentées, selon les failles et les fractures, constituent essentiellement par des roches Gypso-argileuses, occupent principalement, le centre du bassin et la partie Ouest.
I.4.2.Permo-Trias : Dans notre région, l’affleurement du Permo-Trias, qui est considéré comme le terrain le plus ancien, est appelé aussi (Nummulitique I). Il est caractérisé par des formations très dures telles que, les calcaires et des dolomites. Elles affleurent dans la partie Nord-Est, dans Dj Tahassaj. Ce sont des formations fracturées et les failles, ce qui favorise leur Karstification.
I.4.3.Crétacé : Les formations crétacées ou Albo-Aptien on les appelle également les formations des Flysch. Il s’agit d’argile, de marne et de Brèches phtanites. Elles affleurent sur de faibles étendues au Sud, à l’Est du bassin et au Sud du barrage ainsi qu’au versant Nord de Dj Sidi Driss. Ces flyschs appartient au flysch Massylien.
Limite bassin versant de
sant des Zerdezas etsant lesdes Zerdezas
:1/500.000
Echelle
avoisinantesterrains Villa, d’après J. M. 1982)
Zerdezas de Barrage
géologique la carte : Fig (I.5) de la bassin du ver Voir suivante page
:
Légende
Légende :
Roches récentes et cycles postérieurs au Burdigalien :
: Q : Quaternaire indifférencié (Villafranchien à actuel)
: mp :Moi – Pliocène continental. Socle Calcaire (Chaîne Calcaire) :
: Om : Oligo – Miocène Kabyle, Olistostromes à flysch resédimentés (y compris le Numi dien) : D : Chaîne calcaire : Paléozoïque au Lutétien supérieur, des zones internes, médianes et externes
: Sk : petite Kabylie (Phyllades micaschistes, porphyroïdes, Gneiss et marbre Nappes Telliennes :
: B er : Priabonien à blocs Nappes Ultra -Telliennes :
: Ц : série typique (Néocomien au Luté tien supérieur) marneuse et marno - calcaire
Nappes Telliennes S. S :
: Τ : Yprésien à Priabonien basal Nappes péni - Telliennes :
: pt : Cénomanien au Sénonien Nappes Néritiques constantinoises : Série entièrement Carbonatée à Sénonien transgressifs : N : Cénomanien, Turonien et Sénonien transgressif
Nappe Numidienne :
N : g : Grés Numidiens et série mixte Nappes des Flysch Kabylie :
: Fm : Flyschs Mauritaniens : Série interne, médiane et externe
Trias Exotique ou Extrusif :
: T : Trias, Argiles – Gypses broyés – Glaçons et Calcaro Dolomitiques
: Zone d’étude
Calcaires et Dolomies Argiles des Flysch Marnes des Flysch Marno-Calcaire
Argile-Gypsifères Yprésien : Permo-Trias : Trias : Albo-Aptien : Albo-Aptien : as d’après (Jodeau, 1912)
: Grés et : Grés Conglomérats Numidiennes Marne noire Grés Argileux Priabonien : Lutétien : Oligocène (Lattorfien) Barrage de Zerdazas Zerdazas de Barrage : La géologique: carte desbassin du Zerdaz versant
Fig (I.6) Conglomérats sableuses Sablo-Argileuse
Pontien : Pliocène : 1/50000 : Limite du bassin versant
Légende : Légende Echelle
WSW ENE
300
O. Aghbel O. Ameur O. Saf-Saf 200
100
0(m)
100
200
300
Légende :
Terrains Sédimentaires :
: Grés et Quartzites : Alluvions actuelles : Argiles et Grés : Alluvions récentes : Grés et conglomérats : Alluvions anciennes des vallées : Alluvions anciennes : Calcaires à Nummulites : Argiles, Grés et Calcaires : Dunes anciennes : Marnes et Calcaires : Sables argileux : Calcaires Liasiques : Grés Numidiens : Calcaires Dolomitiques : Argiles noires : Grés et poudingues
Terrains Métamorphiques :
: Schistes et Phyllades : Schistes micacés : Schistes granulitisés (Gneiss) : Micaschistes granulitisés (Gneiss schisteux) : Socle plissé
Fig (I.7) : Coupe Géologique Schématique
I.4.4.Yprésien ( e 6-5) : Cet étage appartient à la série Tellienne ou Ultratellienne, il est caractérisé par un faciès carbonaté attribué au néritique Constantinois. Ce sont des formations Marno-calcaires, affleurant surtout au Sud de Dj Kharfome et à l’Est. Parfois l’Yprésien est constitué par des formations essentiellement Marneuses.
2 I.4.5.Lutétien e a : Ces faciès hétérogènes, constitués par des grés avec intercalations argileuses minces. Ce sont des formations caractérisées par une perméabilité importante, concentrés surtout au niveau du barrage.
3 I.4.6. Priabonien e a : Ce sont des formations Marneuses de couleur noire, localisées à l’Est et à l’Ouest. Ce sont des formations imperméables occupant surtout les lits des ouds.
3 I.4.7. Oligocène e b : Cet étage est caractérisé essentiellement par la série Numidienne qui occupe les sommets des trois domaines (interne-médiane-externe). Il affleure au niveau du barrage et au Sud du bassin. Il constitue toutes les collines et il est formé par des Grés et des conglomérats de couleur jaunâtre à grains fins, avec des lits argilo-sableux.
3 I.4.8. Pontien e c : Ces formations rencontrées au Sud et à l’Ouest du barrage, représentent les terrains supérieurs de la série Nummulitique de la région. Il s’agit de formations Sablo-Argileuses de couleur jaune ou gris.
4 I.4.9. Pliocène e c : Formé par des grés poudings et des grés conglomérats, il constitue un réservoir d’une perméabilité moyenne avec 10 à 50 m d’épaisseur. On le retrouve également au niveau des lits et des terrasses.
I.5. La Perméabilité : Fig (I.8) Pour mieux visualiser la perméabilité du bassin versant de Zerdezas, on s’est basé sur la lithologie et la répartition des différentes formations géologiques qui occupent le terrain. Trois(3) groupes de perméabilité ont été dégagés : a) Formations à forte perméabilité : On a regroupé toutes les formations carbonatées (calcaires et dolomie ayant une perméabilité en grand à cause des failles et les cassures affectant ces formations, favorisant le développement des formes Karstiques. Ces formations représentent 1 % de la superficie globale.
b) Formations à perméabilité moyenne à forte : Ces formations occupent les parties où se concentrent les formations alluviales et détritiques en plus, des grés et des conglomérats. Cette catégorie représente 26% de la superficie globale.
c) Formations à perméabilité faible et moyenne : Ces formations regroupent les formations Argileuses, Marneuses, et les schistes. Ces formations couvrent presque la majorité de la surface du bassin versant avec un pourcentage de 73%. Toutes ces données peu présentées dans le tableau I .2.
as
Barrage
: Carte de perméabilité Carte : du de bassin Zerdaz versant Perméabilité moyenne Perméabilité faible Perméabilité Perméabilité forte forte Perméabilité
à moyenne Perméabilité forte
Fig (I.8)
: 1/50000
:
: Limite du bassin versant
Légende
Echelle
Tableau (I.2) : Répartition de la perméabilité :
Perméabilité forte Moyenne à forte Faible et Moyenne Pourcentage (%) 1 26 73 Superficie (K m2) 4 88 248
I.6.La Tectonique De La Région : Fig(I.9) La région présente une complexité de l’édifice structural caractérisé par la superposition de nombreuses nappes, la plus spectaculaire d’entre elles est constituée par le socle Kabyle, cet édifice est découpé par un système de fracture post-nappe. On distingue trois (3) compartiments superposés comportant chacun des Flyschs et des formations telliennes, qui sont : a) Un compartiment Nord inférieur, constitué par l’empilement sous le socle Kabyle, de plusieurs nappes à matériel plus ou moins métamorphisé présentant une certaine schistosité. b) Un compartiment Nord supérieur, constitué par le socle Kabyle avec la couverture Oligo-Miocène supportant des lambeaux de nappes de flyschs et du matériel Tellien associé à des Olistostromes, cela conduit à dire que le matériel allochtone s’est mis en place du Sud vers le Nord et que l’action de la gravité a joué un rôle déterminant. c) Un compartiment Sud, affleurant des deux compartiments précédents et séparé par un accident tardif chevauchant vers le Sud. Il comporte : - d’une part, une bande de flyschs Massyliens ; pratiquement continue d’Est en Ouest qui sépare le socle des terrains Telliens. - d’autre part, les chaînons d’El Karma, formés de séries Mauritaniennes, superposés au telliens par l’intermédiaire d’une nappe de Flyschs Massyliens. Un lambeau de grés Numidien coiffe cet édifice. Selon J.M.Vila, la tectonique Priabonienne marqué la fin du grand cycle sédimentaire qui a commence avec le Trias supérieur, elle a eu pour résultat : a) La genèse de chevauchement Kabyle au fond duquel se manifeste un métamorphisme épi zonal. b) La genèse des nappes des flyschs et des nappes telliennes dans la partie radicale des unités telliennes et sous le chevauchement Kabyle. Ces formations s’accompagnent d’un métamorphisme dynamique qui sera transporté et dispersé par les phases ultérieures ( J.M.Vila 1980). La tectonique Burdigalienne se manifeste par la genèse : a) Des Olistostromes Kabyles de la nappe Numidienne préfigurant la méditerranée. b) D’un bombement à l’aplomb du bord Kabyle méridional où s’étaient ultérieurement empilées les unités des flyschs sur les nappes telliennes ou Priaboniennes. Au Tortonien, la région de la petite Kabylie peu ou pas déforment, marquée par un bloc Kabyle septentrional du Burdigalien Langhien. Disant enfin qu’un aspect majeur de la tectonique du sillon des flyschs parait être une compression Nord Sud qui s’est traduite par des plis à axes horizontaux et des Schistosités Est-ouest que l’on observe dans le soubassement Triasique et Jurassique des flyschs de la petite Kabylie.
1/2000000
TABARKA Légende :
Principaux de Axes Plissements Pliocène Echelle : Faille Rosa de Cap
Chevauchements Merouane De Sidi Kerkera du Et Taoura
de Fossé
GAMBETTA GAMBETTA éruptives Roches Pliocène ou Miocène Fini OUENZA OUENZA uenza
de Fossé L’O
ANNABA Fossé de de Fossé Terrguelt Faille de Faille Bouchegouf
de Fossé Meslouiat
N’ bails N’
0) GUELMA GUELMA ncipaux de Hammam Faille
Failles affectant le quaternaire quaternaire le affectant Failles actuelles sources des Alignant
Moi-Pliocène le affectant Failles continental Pliocène Le Continental, Marin Pliocène le et
Faille de de Faille
Temloouka OUM EL BOUAGHI BOUAGHI EL OUM
SKIKDA Faille de de Constantine Faille Safia de Djebel Faille CONSTANTINE CONSTANTINE Méditerranée
gus de Si Faille
Djebel Tella Tella Djebel COLLO Smare Zone d’étude d’étude Zone d’Ain Faille du Quaternaire Anticlinal
BATNA Mer Mer Zones activement Zones activement au Disséquées Quaternaire récent avec terrasses emboîtées terrasses avec récent Quaternaire
de la NéotectoniqueEffets J. Villa (D’après M. 198 JIJEL Youssef
Représentation : Fig (I.9) schématique des pri Très du FailleDjebel De Djemila De Djemila Faille du Nord du FailleNord
Guellal
de Diapir
SETIF Zones à dominante dominante Zones à Quaternaire, au endoréique Villafranchien le depuis Zones soumises au Quaternaire Quaternaire au Zones soumises saumâtres influences des à
BEJAIA Anticlinal du Anticlinal ChottHammam El
Ras ElRas Oued de Fossé
Couloire de Soumam de Soumam Couloire Guergour-Anini Réseau de Fossé Rhedir Bordj
I.6.1.La paléogéographie de la région :
I.6.1.1.Les phases tectoniques anté- Miocènes et Miocène : Fig (I.10) et Fig (I.11)
I.6.1.1.1. Les mouvements précoces : Dans la chaîne Calcaire, les indices de mouvements précoces sont nombreux et apparaissent dès le Jurassique, où l’on observe des brèches Liasiques. Dans le sillon des flyschs, qui auraient enregistré les effets d’une phase tectonique ayant affecté une région plus ou moins lointaine sont eux même touchés par la tectonique. Le flyschs Massyliens ne connaîssent aucune sédimentation après le Sénonien. Il y aurait donc là l’indice d’un premier rétrécissement du sillon des Flyschs. Dans les séries Ultra telliennes, les Conglomérats sont les indices de mouvement d’âge Crétacé supérieur. Le domaine néritique Constantinois semble être rester assez stable pendant le Jurassique et le Crétacé, il a vraisemblablement émergé à la fin du Sénonien. La présence de notre terrain au Nord Est de l’Algérie, nous laisse évoquer les deux phases tectoniques majeures affectant la région d’étude :
I.6.1.1.2.La phase Atlasique : La phase Atlasique (fini Lutétienne), marqué par des mouvements compressifs d’orientation NW-SE, est caractérisée par une tectonique tangentielle post Paléogène. Dans la chaîne des Calcaires, une phase tectonique tangentielle postérieure au dépôt du Nummulitique, a pu être mise en évidence par J.M.Raoult dés 1974, dans la région du Djebel El Ghedir et du DJ Bou Abed, où l’on voit deux séries de la chaîne Calcaire tectoniquement superposées avec une flèche de 1.5 K m au minimum. Ainsi au Lutétien terminal- Priabonien inférieur, une phase tectonique majeure a provoqué dans la chaîne calcaire un chevauchement important, c’est à cette époque que les unités de la chaîne calcaire interne et médiane ont été charriées sur la chaîne calcaire externe. En 1980, J.M.Vila montre que la phase Priabonienne est responsable d’un raccourcissement de l’ordre 200 à 250 K m dans le Constantinois, et donc d’un rapprochement du même ordre entre la plaque Africaine et le bloc d’Alboran ; Il s’agit donc là d’une phase tectonique majeure.
I.6.1.1.3.La phase Alpine : La phase Alpine (Miocène), est caractérisée par des mouvements compressifs d’orientation N-S, caractérisé par de nombreux plis et failles. Ces deux phases majeures ont laissées leurs traces qui se traduisant par des déformations à la périphérie de secteur d’étude. A la fin de l’oligocène, on a abouti à la superposition suivante : Socle Kabyle, sur flysch mauritanien, luis même sur flysch massylien, puis on a la sur série tellienne.
En position méridionale, la sédimentation numidienne se développe sur le flysch massylien, qui est lui- même probablement charrié sur les unités telliennes. En position septentrionale, le domaine où s’est sédimenté le Nummulitique II, il est animé de mouvements actifs et constituent un bourrelet. Ce bourrelet avait une morphologie dissymétrique puisque aucun élément n’a glissé vers le sud, alors que des Olistostromes se sont mis en place vers le Nord. En effet, c’est à l’Oligocène supérieure et surtout à l’Aquitanien, que des lambeaux de flyschs se sont détachés et ont glissé vers la mer où se sédimentait l’Oligo-Miocène kabyle, avec la surrection progressive de ce bourrelet. On observe le plissement successif des lambeaux de flysch mauritanien posés tectoniquement sur le flysch massylien, puis des lambeaux de flysch massylien, et enfin les unités telliennes.
Cette surrection du bourrelet est probablement due au fait que la base de la région où se sont empilées les séries de flyschs était cristallisée par une avancée vers le Sud du socle kabyle. Cet épisode s’est prolongée avec un décalage dans le temps et dans l’espace .L’avancée du socle continue vers le Sud,la région où se sédimentait le numidien joue à son tour en bourrelet, ce qui provoque le charriage vers le Sud de la nappe néritique du constantinois et la dislocation de la série Numidienne qui glisse vers le Nord, en position supra Kabyle et vers le Sud, dans le constantinois, au dessus des séries telliennes et de la nappe néritique. Ce dernier épisode est placé au Burdigalien supérieur - Helvétien et atteint son paroxysme au Tortonien. En effet, comme le montre J.M.Vila (1990), cette phase tectonique crée de nouvelles nappes dans l’avant pays, déforme fortement le bord Nord du système plissée atlasique, mais n’affecte pratiquement pas les régions telliennes actuelles. La tectonique tortonienne est donc responsable d’un raccourcissement de 200K m dans le constantinois, ceci explique la répartition actuelle des reliefs de l’Est algérien avec une position très septentrionale de l’Atlas Saharien. Durant le Miocène supérieur et le Pliocène inférieur, parallèlement à la mise en place des roches intrusives (granodiorites) ou effusives de types divers. Les effets de relaxation permettront l’ouverture de grands fossés subsidents les uns obliques par rapport à la zonalité Ouest Est. Cet accident se suit à travers l’Algérie, la Tunisie, la Libye et jusqu’en Egypte. Au Pliocène supérieur et au Quaternaire, des mouvements plus ou moins violents vont déformer les séries Tertiaires donnant des systèmes structuraux de types Jurassiens suivant des directions calquées sur celles de l’orogenèse atlasique. Dans le même temps, de grands mouvements associés à des décrochements horizontaux donneront à la région sa physionomie actuelle. L’accident Kef-Hahouner – Dj Dehar parcourt une centaine de Kilomètre, Cet axe majeur a joué en distension pendant tout le Miocène. En effet, on trouve tout au long de cet accident des roches volcaniques ou des sources thermales (bassin de Guelma Hammam Meskhoutine) de plus, au contact de cet accident les dépôts Mio-Pliocènes sont redressés. Cet axe a donc rejoué très tardivement en faille normale avec un rejet total qui a été évalué à 3000 m. (J.F.Raoult, 1974). A l’Est est affecté par une cassure profonde de direction Est Ouest qui a donné naissance à DJ.FilFila ; Au Sud vers Kef Sebargoud, Msouna et Kef Toumiette au Nord, ces formations carbonatées de la chaîne calcaire internes présentent des entablement dans les quels se façonnent des formes Karstiques (présence des fissures d’orientations NE-SW causées par la phase Atlasique : tiré de carte structurale (domaine interne). A l’Ouest de Skikda et précisément au Sud Ouest de Stora on rencontre les calcaires cristallins emballés dans les micas schistes et les gneiss, résultant d’une dislocation très importante en relation avec le charriage de la chaîne Numidique, qui a donné le grand plis de la petite Kabylie d’orientation NNE -SSW. La dépression Numidique de Ramdane Djamel occupe une importante partie de la région et forme une aire synclinale de 20K m entre le massif paléozoïque de Skikda au Nord et le chaînon Liasico-Eocène de Zerdazas au Sud. F. Raoult a évoqué des mouvements tectoniques précoces (Crétacé paléocène) qui ont affecté Dj Ghedir, ce dernier présente une importante masse calcaire de 100 à 400 m qui développe d’énormes formes karstiques avec de nombreuses petites failles dont lesquelles on rencontre d’importantes quantité d’argiles de décalcification, ce qui confirme la théorie de Raoult. La circulation des eaux superficielles (précipitation et autres) prend les axes de plis comme la direction, comme : la dépression de Ramdane Djamel d’orientation WSW – ENE dont l’Oued saf-saf la prend comme sens d’écoulement pour son trajet.
Barremo - Albien Néocomien
Chaîne calcaire Domaine Mauritanien Domaine DomaineDomaine Série des Néritique Massylien UltraUltra -Tellien -Tellien Babords Constantinois
Interne Médiane Externe Interne Médiane Externe Niveau de la mer
Jurassique avec des Néocomien : Calcaires, Permo -Trias Flyschs, Marno -calcaires Socle Kabyle roches volcaniques sous marines
Chaîne calcaire Domaine Domaine Série des Néritique Domaine Mauritanien Massylien Ultra -Tellien Babords Constantinois
Interne Médiane Externe Niveau de la mer
Socle Kabyle Grés quartzite Grés quartzite Tellien : Argiles des Babors, grossières en bancs fins marno-calcaires
Sénonien Chaîne calcaire Domaine Domaine Domaine Série des Péni - Néritique Mauritanien Massylien Ultra -Tellien Babords Tellien Constantinois
Interne Médiane Externe Niveau de la mer
Marno-calcaires Conglomérats Conglomérat Calcaires Micro-breches Calcaires sableuses Flysch Ultra -Tellien Péni – Néritique Mauritanien Tellien
Fig (I.10) : Schéma paléogéographique de Tell Oriental Algérien Au Néocomien, du Barrémien à la l’Albien et au Sénonien
Chaîne calcaire
Domaine Mauritanien Domaine Massylien Domaine Tellien Plate forme Néritique du
Interne Médiane Externe Constantinois Niveau de la mer
SK F.mour F.mass CN 1 Lutétien S.mass S.mour
Niveau de la mer
SK
2 De la fin du S.mass Lutétien à CN l’Oligocène
NU II SK 3 Oligocène supérieur dépôt du Nummulitique II CN (Nu II) S.mass NU II NU II S.mour NU Olst Niveau de la mer
OMK SK 4 De l’Oligocène supérieur CN
au Burdigalien inférieur S.mass Dépôt de Oligo-Miocène Kabyle (OMK) NU des olistostromes (Olst) des marnesNiveau Burdigaliennesde la mer (m) et de série Numidienne (NII) m OMK
5 Au Burdigalien inférieur Moyen SK CN mise en place de la nappe Numidienne
Fig (I.11) : La mise en place des nappes du Tell Oriental Algérien D’après (J. P. Bouillin, 1976)
En profondeur la circulation des eaux se fait par infiltration à travers des fissures ou des fractures, développées essentiellement dans les formations carbonatées et constitue des cavités et des grottes. Dans ce cas si la recristallisation de la silice est faible par rapport à la dissolution des carbonates la capacité de l’aquifère karstique augmente suite à l’ouverture des fractures non remplies. Au pied des différents massifs, les pentes sont assez fortes favorisant ainsi les formes d’érosion et surtout de ruissellement à travers des failles parfois profondes ainsi que le phénomène de glissement développer sur la totalité des versants. Une tectonique post-Paléogène de style cassant favorise la karstification et une autre qui accentue la tectonique précédent (phase alpine).
I.7.Conclusion : Dans son ensemble, la géologie de la région du Zerdazas est très compliquée, ceci est le résultat de la tectonique qui a affecté la quasi – totalité de la région. L’hétérogénéité est la caractéristique des formation sédimentaires qui s’étalent du Tris au Quaternaire, constitué généralement par le socle et des sédiments marins. Se sont des marnes, des calcaires et des argiles avec des dépôts alluvionnaires formées par des sables et des Grés, d’où la dominance des terrains imperméables et ces qui aboutira sans doute à un faciès chimique typique.
Pour mieux comprendre le comportement hydrologique de oued du bassin versant, il est utile d’analyser sa morphologie, afin d’estimer les différents paramètres morphologiques qui régissent l’écoulement de surface.
II.1. Morphologie du bassin : Le tell oriental algérien est caractérisé en général par une morphologie complexe à cause de la tectonique qui affecte la région. Comme le bassin versant de Zardezas appartient de ce tell il est caractérisé par une morphologie variable.
II.1.1.Reliefs : Le Bassin versant du Barrage du Zerdazas est caractérisé par une décroissance des altitudes lorsqu’on passe de Sud vers le Nord Fig (II.1) ; On peut diviser le terrain en trois ensembles topographiques en fonction les altitudes.
II .1.1.1. Ensemble des hautes altitudes : Cet ensemble est caractérisé par les altitudes dépassant les 600 m. Ces altitudes occupent cet ensemble presque de 50% de la surface, et sont situées au NE, S, SW, et a l’Est présentées par DJ Katara (883 m) au NE et DJ Ochivi (1021 m) à l’Est, DJ Hadjara (1112 m) au SW et DJ Maltane (1111 m) au Sud.
II.1.1.2.Ensemble des basses altitudes : Cet ensemble se localise à l’aval avec des altitudes inférieures à 300 m, autour de la cuvette du barrage et occupent 5% de la surface globale.
II.1.1.3.Ensemble intermédiaire : Cet ensemble occupe 45% de la surface totale, et il se situe entre les deux ensembles précédents.
II.1.2.Les pentes : Fig (II.2) Le Bassin de Zerdazas est caractérisé par des pentes variées et peuvent être classées en quatre types, Fig (II.2) :
• Les pentes faibles à moyennes : Regroupant les pentes de 10% à 16%, et occupent une superficie de 16 % de la surface globale. • Les pentes moyennes : Les pentes de ce type varient de 16% à 22%, et occupent 40% de la surface totale. • Les pentes moyennes à fortes : Elles sont des pentes de 22% à 28%, et occupent 29% de la surface globale. • Les pentes fortes : Se sont celle qui dépassent les 28%, et occupent 15% de la surface totale du Bassin versant.
de Zerdazas
Barrage
duN° sous bassin
3
: Carte hypsométrique Carte : du bassin du versant Barrage
m m
Fig (II.1) H
m >H
m
300 900>H>600 600>H>300 H 900 >
Barrage
du du bassin de Zerdazas versant Barrage
duN° sous bassin
: Carte des Carte pentes :
Fig (II.2)
:
: pente :
P<10%
P
Légende
II. 2. Analyse morphométrique du Bassin versant : Le bassin versant d’un cours d’eau est définit comme étant la surface topographique drainée par ce cours d’eau et ses affluant. Tous les écoulements prenant naissance à l’intérieur de cette surface traversent la section droite de cours d’eau pour poursuivre leur trajet vers l’aval.
II 2.1.Caractéristiques morphométriques : Pour le calcul des différents paramètres morphométriques du bassin versant du Barrage de Zardezas, on s’est basé sur la carte topographique de CONDE- SMENDOU à l’échelle de 1/50.000.
II.2.1.1.Périmetre : L’utilisation du curvimètre et la mesure manuelle ont permis d’obtenir un périmètre moyen de l’ordre de 94K m.
II.2.1.2.La surface : C’est l’aire du bassin, délimité par la ligne de partage des eaux de surface. Le planimétrage de cette surface a permis d’avoir une aire de l’ordre de 340K m2.
II.2.1.3.La forme : Elle est traduite par l’indice de compacité de GRAVILLIUS (K C). Un bassin est d’autant plus allongé que la valeur de K C est supérieure à 1,12. Ce paramètre s’obtient de la manière suivante :
= P = P K C 28,0 1 S 2()πS 2
Où : K C : Indice de compacité de GRAVILLIUS. P : Périmètre stylisé, (K m) ; S : Surface planimétrée (K m2) ;
= 94 = K C 1 42.1 ()340 2
Le bassin a donc une forme allongée.
II .2.1.4.Rectangle équivalent : Il sert à comparer les bassins entres eux et de voir l’influence de la forme sur l’écoulement, tout en supposant qu’ils possèdent la même superficie et le même périmètre.
II.2.1.4.1.Longueur du rectangle équivalent : Ce paramètre est calculé à partir de la formule suivante :
2 K S = C + − 12.1 L 1 1 12.1 K C
Ce qui donne : L=37.74 K m
II.2.1.4.2.Largeur du rectangle équivalent : La largueur du rectangle équivalant se calcule à l’aide de la formule suivante :
2 K S = C − 12.1 l 1 12.1 K C
Ce qui nous donne une largeure : l = 9 K m
II.2.1.5.Répartition altimétrique : Les cotes du bassin versant du barrage de Zardezas varient de 189 m à l’aval et 1111 m à l’amont.
II.2.1.5.1.Altitude moyenne : Elle s’obtient à partir de la courbe hypsométrique qui exprime les variations de l’altitude en mètres en fonction de la surface (K m2) (Fig II.3), elle s’obtient à partir de la formule suivante :
h .s = ∑ i i H MOY st
Où :
Hmoy : altitude moyenne ( m) ; h i : Altitude moyenne entre deux courbes de niveau( m); 2 S i : Surface comprise entre deux courbes de niveau (K m ) ; 2 S t : Surface totale du bassin versant (K m ) ;
Le calcul de ce paramètre a été consigné dans le tableau 1 :
H>1100 800 00 00 00 Zerdazas. de 400 00 300 200 H< 200 Barrage versant bassin du Hypsométrique Carte : Fig(II.3) m 500 m : 1/50.000 Limite bassin versant de altitude en Courbe de niveau Courbe de Légende Echelle : H : Surfaces (%) Surfaces 0 10 95% 0 9 Histogramme des surfaces partielles Histogramme Courbe des surfaces cumulées Courbe des surfaces 0 de Zerdazas Zerdazas de 8 0 7 0 6 m 0 590 5 0 4 0 3 21.00% 0 2 18.40% 16.22% Fig (II.4) : Courbe Hypsométrique du bassin versant bassin du Hypsométrique Courbe : Fig(II.4) 13.79% 9.54% 10.00% 5.47% 10 4.29% 0.39% 0.27% ) 5% 0.63% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 70 30 20 90 60 40 Cotes (m Cotes 80 120 100 110 950 Tableau 1 : Calcul des surfaces à partir de la carte hypsométrique Tanche Altitude Surface Surface Surface Surface d’altitude Moyenne Planimétrie Planimétrie Cumulée Cumulée hi* si ξξξ h i* si 2 2 (m) hi (m) Si (Km ) Si (%) (Km ) (%) 189-200 194.5 1.334 0.39 339.858 100.00 259.463 206847.087 200-300 250 14.585 4.29 338.524 99.61 3646.25 206587.624 300-400 350 33.999 10.00 323.939 95.32 11899.65 202941.374 400-500 450 55.728 16.40 289.940 85.32 25077.60 191041.742 500-600 550 71.384 21.00 234.212 68.92 39261.20 16594.124 600-700 650 55.119 16.22 162.828 47.92 35827.35 126702.924 700-800 750 46.842 13.79 107.709 31.70 35131.50 90875.574 800-900 850 32.406 9.54 60.867 17.91 27545.10 55744.074 900-1000 950 18.617 5.47 28.461 8.37 17686.15 28198.974 1000- 1050 7.716 2.27 9.844 2.90 8101.80 10512.824 1100 1100- 1133 2.128 0.63 2.128 0.63 2411.024 2411.024 1166 D’après la formule : H moy = 609 m . II.2.1.5.2.Altitude médiane : Elle s’obtient à partir de la courbe hypsométrique à l’abscisse 50%, ce qui nous permet d’avoir une valeur moyenne de l’ordre de 590 m. Fig II.4. II.2.1.5.3.Dénivelée simple (D) : Elle est déduite directement de la courbe hypsométrique à l’aide de la formule suivante : D= H 5% -H95% ( m) ; Avec : H 5% : altitude des 5% de la surface du bassin versant (m) ; H 95% : altitude des 95% de la surface du bassin versant (m) ; H5% =950 m ; et H95% =300 m ; Donc la dénivelée simple du bassin est de l’ordre de 650 m. II .2.1.5.4.Indice des pentes et de reliefs : L’objectif de ces indices est de caractériser les pentes d’un bassin et de permettre de les comparer et de les classifier ; Indice de pente globale (Ig) : C’est un indice qui tient compte de la dénivelée (D) et de la longueur du rectangle équivalant (L) calculé a laide de la formule suivante : D Ig = L Où : Ig : Indice de pente globale ( m/K m) ; D : Dénivelée simple ( m) ; L : Longueur de rectangle équivalant (K m). L’application d’une telle formule a permis d’avoir la valeur suivante Ig = 17.22 ( m/K m). Indice de pente de Roche : (Ip) : Cet indice est calculé à partir des données de la courbe hypsométrique, il est définit comme suite : -1/2 Ip = L ξsi * hi ; Où : s i : C’est la fraction en pourcent (%) de la superficie S comprise entre deux courbes de niveau distante de h i ; L : Longueur du rectangle équivalant en ( m) ; Pour notre bassin Ip = 1.27 . II.2.1.5.5. Dénivelée spécifique D S : La dénivelée spécifique (D S) dépend de la courbe hypsométrique du bassin et de sa forme ; Elle est calculée à l’aide de la formule suivante : = DS Ig s Où : D S : Dénivelée spécifique en (m) ; Ig : Indice de pente globale ( m/K m) ; S : Superficie du bassin versant (K m2) ; Ce qui nous donne : D S=293.12 m ; Selon la classification de l’ O.R.S.T.O.M. Si 250 II.2.1.6.Réseau hydrographique : Fig (II.5) : II.2.1.6.1.Densité de drainage : Elle se définit comme étant le rapport de la longueur totale des cours d’eau à la surface du bassin versant. Il se calcule à l’aide de la formule suivante : ∑ LX D = d A Où : 2 D d : La densité totale (K m/K m ) ; L x : Longueur de drainage (largeur totale des cours d’eau) en (K m) ; A : Superficie du bassin versant (K m2). 1095 .855 D = = 22.3 (Km / Km 2 ) d 339 .858 D d : représente la densité totale qui est en fait la somme de deux fonctions distincte : Dd = D dp + Ddt Où : Ddp : densité de drainage permanant . Ddt : densité de drainage temporaire. Donc : 106 .285 D = = 32.0 (Km / Km 2 ) dp 339 .858 989 57. D = = 91.2 (Km / Km 2 ) dt 339 .858 II.2.1.6.2.Coefficient de Torrentialité C t : Ce coefficient tient compte à la fois du nombre de cours d’eaux élémentaire dans le bassin versant et de la densité de drainage. Il est estimé par la formule suivante : Ct = D d.F 1 Où: D d : densité de drainage F 1 : densité des cours d’eau d’ordre (1). N F = 1 1 S Où: N 1 : nombre des cours d’eau d’ordre (1) S : superficie totale (K m2) as Zerde azas azas Limite du bassin versant principal versant du bassin Limite versant bassin du sous Limite Lac du barrage de Lac du barrage N° du sous bassin du sous N° Cours d’eau temporaire Cours d’eau Cours d’eau permanent Cours d’eau 3 Barrage Le réseau hydrographique du bassin versant du Zerd du versant bassin du hydrographique réseau Le Fig (II.5) : Fig(II.5) : 1/50.000 : Echelle 2259 F = = 64.6 1 339 .858 Ct=6.64*3.22=21.38 Ct =21.38 II.2.1.6.3.Rapport de la confluence : Elle est définit comme suite : N = i Rc N i+1 Où : Ni : Nombre des cours d’eau d’ordre (i) Ni+1 : nombre des cours d’eau d’ordre (i+1) On constate que le rapport Rc = 4 ; Ce qui implique que le basin versant de Zerdazas est concédéré comme homogène. II.2.1.6.4.Rapport de longueur : Est le rapport de la longueur moyenne de talweg d’ordre (X+1) par celle des talwegs d’ordre (x) : l = x+1 Rl lx II.2.1.6.5.Temps de concentration : C’est le temps que met une goûte d’eau qui tombe aux point le plus éloigné de l’exutoire, de cours d’eau pour atteindre l’exutoire. Il est estimé à l’aide de plusieurs formules. 1) Formule de GIANDOTTI : Le temps de concentration selon GIANDOTTI est estimé par la formule suivante : 4 S + 5.1 L T = p c − 8.0 H moy H min Où : Tc : Temps de concentration exprimé en heure ; S : Superficie du bassin versant (K m2) ; Lp : Longueur de talweg principale (K m), L p=33.50 K m ; Hmoy : Altitude moyenne en ( m) ; Hmin : Altitude minimale en ( m) ; Ce qui donne : Tc= 7 ,56 heures. L’essentiel de ces paramètres a été porté dans les tableaux 2 et 3 : Tableau2 : Récapitulatif des paramètres morpho métriques. Paramètre symbole valeurs Unité Superficie planimétrée S 339.858 Km2 Périmètre stylisé P 93.966 Km Indice de compacité Kc 1.42 / Altitude moyenne Hmoy 608.63 m Altitude médiane H50% 590 m Altitude maximale Hmax 1166 m Altitude minimale Hmin 189 m Dénivelée simple D 650 m Indice de pente globale Ig 15.90 m/ Km Indice de pente de Roche Lp 1.27 m/K m Dénivelée spécifique DS 293.12 m Longueur du rectangle équivalent L 37.74 Km Largeur du rectangle équivalent l 9.00 Km Longueur du talweg principal Lp 33.5 Km Temps de concentration Tc 7.56 Heur 2 Densité de drainage Dd 3.22 Km/K m 2 Densité de drainage permanente Ddp 0.32 Km/K m 2 Densité de drainage Temporaire Ddt 2.91 Km/K m Tableau 3 : Récapitulatif des paramètres du réseau hydrographique Ordre de Nombre Longueur N i ∑lx l R = = = x+1 cours d’eau (N) (m) c lx Rl N + i 1 N lx ’i’ (K m) 1 2259 546.28 4.08 0.241 2 553 307.79 4.80 0.556 2.307 3 115 135.5 4.25 1.178 2.118 4 27 51.225 3.77 1.897 1.610 5 08 25.35 4 3.168 1.670 6 02 23.36 2 11.68 3.686 7 01 6.35 6.35 0.559 II.2.1.7.Profil en long du cours d’eau principal du bassin versant de Zardezas : L’étude du profil en long, montre une rupture de pente à l’amont, à une altitude de 400 m ( Fig (II.6)), par contre dans la partie avale , on a une régularité du profil sauf à quelque points de rupture à la confluence d’ Oued RARAF et Oued ASSACH à 4.5 K m de l’aval. Cette variation de la pente est liée à l’action de l’érosion à la tectonique de la région. Grasse à ce profil, on peut distinguer trois zones : ) m Longueurs en (K Longueurs Fig (II.6) : Profil en long de Oued Bou Adjeb. Bou longOued en de Profil : Fig(II.6) ) m Altitude en ( Altitude 1) La zone amont : Présente la première rupture importante à une altitude de 400 m au niveau de oued BRAHIM où les pentes sont >20%. 2) La zone intermédiaire : Se situe entre 300 et 400 m caractérisée par une dépression, ce qui montre une zone d’érosion et de transport. Le confluent de oued KARANKA et ASSACH faisant accélérer l’écoulement et abouti à une accumulation d’eau. 3) La zone avale : Elle s’étend sur une distance plus importante, caractérisée par des pentes assez faibles 2 m/K m à l’approche du barrage ; elle constitue la zone de sédimentation. On note que le site de retenu est situé aux coordonnées LAMBERT suivantes : X : 875750 m ; Y : 373600 m ; Z : 189 m . II.3. Conclusion : L’étude des caractéristiques physiques du bassin versant de Zardezas ; nous donne une idée types sur les caractéristiques des bassins côtières de tell orientale d’algérie. III.1.Introduction : L’hydroclimatologie est un outil indispensable pour toute l’étude hydrologique. Elle permet de définir les caractéristiques des eaux de surface, car le comportement des cours d’eau est conditionné par deux paramètres principaux qui régissent l’alimentation et le déficit. Ces paramètres sont la pluviométrie et la température. Leur étude consiste à donner un aperçu sur leur répartition dans le temps et dans l’espace, qui permet d’établir le bilan hydrique et par conséquent d’estimer le taux d’infiltration, l’évaporation, l’évapotranspiration…. III.2.Choix et Localisation Des Stations De Prélèvement : Les stations de prise des échantillons pendant la période d’étude qui s’étale de jouin2004 à février 2005, ont été choisies selon la confluence des affluents des Oueds et des points de pollution. La température de l’eau de surface a été prise insitu, les stations retenues sont au nombre de cinq (05) et qui ont été choisies de manière à suivre l’évolution spatio-temporelle du chimisme de l’eau de surface et par conséquent déterminer l’origine de la pollution de ces eaux tableau III.1. Tableau.III.1 : Caractéristiques des points de prélèvement N° Symbole de Coordonnées Lambert Des stations Lieu de prélèvement la station X Y Z ( m) 01 E01 884550 367550 315 Oued khemakem 02 E02 870100 366400 310 Oued bou adjeb 03 E03 878600 371150 210 Amant du lac du barrage 04 E04 875750 373600 189 Juste près de la digue 05 E05 à l’aval du barrage Station de traitement III.3.Le Climat : Toute étude hydroclimatologique nécessite des renseignements bien précis des différents facteurs qui régissent les variations climatiques. Les mécanismes essentiels du climat algérien sont régis par deux facteurs : - Les facteurs géographiques : liés à l’altitude, à l’attitude et l’effet de continentalité. - Les facteurs météorologiques : liés au front saharien et au front méditerranéen ; • Les zones côtières sont exposées directement aux influences méditerranéennes marquées par une pluviométrie plus conséquente et plus importante. • L’atlas tellien dont une partie correspond au secteur d’étude est soumis à un régime méditerranéen, mais moins important que dans le côtier dont les pluies sont d’origine cyclonique dégradées par leur passage sur la France et régénérées parfois en méditerranéen. Les précipitations sont importantes durant la période allant de Décembre à Février, les contrastes thermiques mer - continent, plaines- reliefs, provoquent des mouvements convectifs responsables des pluies orageuses très fréquentes en automne et au printemps. Actuellement les paramètres climatiques dans la région de (Zerdazas), ne sont enregistrés qu’au niveau d’une seule station au niveau du barrage. La connaissance du type de climat s’est faite à l’aide de : l’indice de De Martonne (1925) et le diagramme pluviométrique. III.3.1.Indice de De Martonne : En 1925 De Martonne propose une formule climatologique basée sur l’indice d’aridité en fonction de la température et des précipitations. Cet indice se calcule à l’aide de la formule suivante : P A = T +10 Où : A : Indice d’aridité annuel ; P : précipitation moyenne annuelle en mm ; p = 667 mm ; T : Température moyenne annuelle C° ; T = 18°C ; Soit A=24. Selon De Martonne : Si A<5 : il s’agit d’un climat hyper aride ; Si 5 Tableau.III.2 : Calcul de l’indice d’aridité pour la station de Zerdazas d’après la formule de De Martonne. Paramèt Précipitation Température Indice d’aridité Station re moyenne annuelle moyenne annuelle annuel (A) (mm ) (°C) Zerdazas 667 18 24 Donc la station Zerdazas a un climat tempéré (Sub-humide) caractérisé par deux saisons, l’une humide et froide et l’autre sèche et chaude. Pour bien préciser les différents facteurs qui le composent, nous allons étudier en détail les paramètres climatiques notamment les précipitations et les températures. III.3.2.Climagramme de L.Emberger : Fig (III.1) Pour mieux comprendre le climat de la région étudiée, on utilise le climagramme de L.Emberger qui est un abaque comportant en ordonnée les valeurs du Q2 données par la relation, ci après et en abscisse les moyennes des température minimales. 200 .P Q = 2 M 2 − m 2 Où : M : La moyenne des températures maximales en degré absolu (°K) ;(31.00+273.17) ; m : La moyenne des températures minimales en degré absolu(°K) ;(8.20+273.17) ; P : Précipitation moyenne annuelle en ( mm ). L’application à notre cas permet d’avoir une valeur de Q2 égale à 100, ce qui caractérise un climat sub-humide. III.3.3.Caractéristiques Climatiques : III.3.3.1. Paramètres météorologiques déterminants : III.3.3.1.1.L’humidité : Fig (III.2) : L’humidité relative est le rapport exprimé en (%) de la tension de vapeur à la tension maximale correspondant à la température mesurée au thermomètre sec. Tableau III.3 et Fig III.2. Tableau.III.3 : Les moyennes mensuelles interannuelles de l’humidité relative Mois S O N D J F M A M J J A Année Humidité 46,8 58,8 66,8 67,3 64,9 62,2 61,8 59,16 58,3 57,3 51,2 51,3 58.8 relative en (%) Les valeurs de l’humidité relative sont relativement homogènes elles varient entre 46.8% et 67.3%. III.3.3.1.2.L’évaporation (E) : Les tensions de vapeur saturante de l’eau croient avec la température de l’air. La plus forte valeur est atteinte au mois de Juillet, elle est de l’ordre de130.3 mm . Le taux d’évaporation est donc une fonction croissante de la température de l’air et de la surface évaporante. Tableau III.4 et Fig III.3. Tableau.III.4 : Les moyennes mensuelles interannuelles de l’évapotranspiration : Mois S O N D J F M A M J J A Année E( mm) 109.8 106.3 88.5 79.1 89.7 80.3 89.3 91.4 89.2 103.8 130.3 124.6 1182,3 Q2 Humide Sub-Humide Station du Zerdazas Semi -Aride Aride Saharien Hiver Moyenne des minima FROID FRAIS DOUX CHAUD Fig (III. 1): Climagramme d’ Emberger 67 65 63 61 59 57 55 53 Humidité % Humidité 51 49 47 45 SONDJFMAMJJA Mois Fig (III.2) : Evolution de l’humidité moyenne mensuelle à la station de Zerdazas(1968-2005) 128 118 108 98 88 Evaporation(mm) 78 SONDJFMAMJJA Mois FIg (III.3) : Evolution de l’évaporation moyenne mensuelle à la station de Zerdazas(1968-2005) III.3.3.1.3 : Insolation : Fig (III.4) : Elle traduit la durée de rayonnement solaire, et elle est exprimée en heure. Le maximum est atteint au mois de Juillet avec une durée de345.3heure d’insolation, et une moyenne mensuelle de 217.3 heures, tableau III.5. Tableau.III.5 : Les moyennes mensuelles interannuelles de l’ Insolation : Mois S O N D J F M A M J J A Année Inso( h) 244,2 199,3 165,7 138,4 139,8 159,7 114,8 215,2 268,6 306,4 345,3 310,9 217.3 III.3.3.1.4.Température : Fig (III.5) : La température de l’aire est un paramètre très important qui rentre dans l’estimation du bilan hydrologique. En effet, il influt sur ce dernier du fait qu’il conditionne l’évaporation, l’évapotranspiration réelle et potentielle, tableau III.6. Tableau.III.6 : Les moyennes mensuelles interannuelles Des températures : Mois S O N D J F M A M J J A année Température en°C Zerdezas Min 19,8 15,6 11,8 8,20 8,4 8,70 9,20 10,9 13,8 17,3 19,9 20,9 13.7 Série(1968 Max 26,9 24,0 19,4 16,8 15,7 15,9 18,6 18,3 23,0 27,9 31,0 30,9 22.4 -2005) Moy 23,0 19,8 15,6 12,5 12,1 12,3 13,9 14,6 18,4 22,6 25,45 25,6 18,0 L’analyse des données de la température mensuelle moyenne montre que le mois le plus froid est le mois de Janvier (12.1°C), alors que le mois le plus chaud est celui d’Août (25.6°C). L’allure de la courbe Fig (III.5) de la température de la série analysée, montre que la température de l’air décroît de Septembre jusqu’à Janvier et ensuite elle augmente pour atteindre son maximum pendant le mois d’Août. III.3.3.1.5.Etude des précipitations : Fig(III.6) C’est la totalité de la lame d’eau recueillie dans le pluviomètre, quelle que soit l’origine de cette eau, pluie, neige, gèle ou autres formes de condensation. Comme on l’a déjà mentionné au paravent, on a utilisé les données de la série (1968 à 2005), de la station pluviométrique du barrage de Zerdazas, en plus on a utilisé des données établies par CHAUMON et PAQUIN. Fig III.6. 360 310 260 210 Insolation(h) 160 110 SONDJFMAMJJA Mois Fig (III.4) : Evolution de l’insolation moyenne mensuelle à la station de Zerdazas (1968-2005) 25 23 21 19 17 15 Températures(°C) 13 11 SONDJFMAMJJA Mois Fig (III.5) : Répartition des températures moyennes mensuelles à la station de Zerdazas (1968-2005) III.3.3.1.5.1.Répartition moyenne mensuelle et saisonnière des précipitations : Pour avoir une idée plus claire sur la pluviométrie de la région, nous avons dressé un tableau pour suivre l’évolution temporelle de ce paramètre. L’évolution de cette pluviométrie montre que : Tableau III.7 et Fig III.6. -Les mois de Décembre, Janvier et Février sont les plus pluvieux ; -Les mois les plus secs sont respectivement, les mois de Juin, Juillet et Août. Le minima est observé au mois de Juillet (6,0 mm ), alors que le maxima des précipitations dans la station est observé au mois de Décembre (109 mm ). La saison la plus pluvieuse est l’hiver avec une précipitation de 297 mm soit 44.5% de la précipitation totale, et la saison la plus sèche est l’été avec une précipitation de 27,4 mm soit 4% de la précipitation totale. Tableau.III.7 : Répartition mensuelle et saisonnière des précipitations à la station de Zerdazas : Mois S O N D J F M A M J J A Année Précipitation 39,5 50,20 87,7 109,4 99,7 87,7 58,6 69,5 37,0 13,0 6,0 8,4 666.7 mm Zedezas Automne Hiver Printemps Eté Série 177,4 mm 296,8 mm 165,1 mm 27,4 mm (1968-2005) 26.61% 44.52% 24.76% 4.11% 100% III.3.3.1.5.2.Répartition annuelle des précipitations : On remarque qu’il y’a une irrégularité de la répartition annuelle des précipitations, l’année la plus pluvieuse est celle de (1984-1985) avec une précipitation de 1039 mm , alors que le minimum est enregistré en (2001-2002) avec une précipitation de 398 mm ce qui représente une différence de 641 mm . Fig (III.7). Le module pluviométrique de la série est égal à 667 mm . III.3.3.1.5.3.Le coefficient pluviométrique : C’est un paramètre climatique important, représentant le rapport de la pluviométrie du l’année considérée au module pluviométrique pour la station donnée soit: H=H i/H Avec : H : Coefficient pluviométrique ; H : Pluviométrie moyenne pour une période de N années ; (Dans notre cas H = 667 mm ) ; H i : Pluviométrie d’une année donnée en ( mm ). Ce coefficient pluviométrique permet de déterminer les années excédentaires (H>1) et les années les année déficitaire (H<1).Tableau.8. Tableau III. 8 : Valeurs du coefficient pluviométrique d’après la formule précédente de la station de Zerdezas pour une série d’observation de (1968-2005). Année Valeur des précipitations Coefficient pluviométrique (H) Observation annuelles ( mm ) 68-69 490,6 0.73 Déficitaire 69-70 754,3 1.13 Excédentaire 70-71 574,2 0.86 Déficitaire 71-72 854 1.28 Excédentaire 72-73 844,2 1.26 Excédentaire 73-74 495,7 0.74 Déficitaire 74-75 560,6 0.84 Déficitaire 75-76 603 0.90 Déficitaire 76-77 629,7 0.94 Déficitaire 77-78 495 0.74 Déficitaire 78-79 710,5 1.06 Excédentaire 79-80 533,1 0.79 Déficitaire 80-81 697,3 1.04 Excédentaire 81-82 645 0.96 Déficitaire 82-83 619,4 0.92 Déficitaire 83-84 800 1.19 Excédentaire 84-85 1039,4 1.55 Excédentaire 85-86 468,5 0.70 Déficitaire 86-87 799 1.19 Excédentaire 87-88 421,7 0.63 Déficitaire 88-89 557 0.83 Déficitaire 89-90 576,9 0.86 Déficitaire 90-91 725 1.08 Excédentaire 91-92 754 1.13 Excédentaire 92-93 695 1.04 Excédentaire 93-94 527 0.79 Déficitaire 94-95 764,8 1.14 Excédentaire 95-96 788,1 1.18 Excédentaire 96-97 421,3 0.63 Déficitaire 97-98 675,1 1.01 Excédentaire 98-99 803,9 1.2 Excédentaire 99-2000 500,5 0.75 Déficitaire 2000-2001 435,6 0.65 Déficitaire 2001-2002 398 0.59 Déficitaire 2002-2003 882,8 1.32 Excédentaire 2003-2004 779,3 1.16 Excédentaire 2004-2005 922,51 1.38 Excédentaire 125 105 85 65 45 25 Précipitations(mm) 5 SONDJFMAMJJA Mois Fig (III.6) : Distribution des précipitations moyennes mensuelles à la station de Zerdazas (1968-2005) 1200 1000 800 600 Précipitations(mm) Module pluviométrique 400 Précipitations(mm) 200 0 2 02 05 -69 -78 -81 -90 0 0 68 71-7 74-75 77 80 83-84 86-87 89 92-93 95-96 98-99 2 2 01- 04- 20 20 Années Fig (III.7) : Répartition annuelle des précipitations à la station de Zerdazas (1968-2005) III.3.3.1.5.4.Calcul de la lame d’eau moyenne précipitée sur le bassin versant : Les cartes pluviométriques donnent une vue d’ensemble de la répartition des pluies sur une région pour une période déterminée. On a choisie la méthode des isohyètes qui est la plus simple et la plus précise, elle utilise des courbes d’égale précipitation qui ont été tracées à partir des stations situées dans la région Fig (III.8), on calcule par planimétrie les surfaces comprises entre deux isohyètes successives. La lame d’eau tombée sur la région est donnée par la formule suivante : ∑ pi .si P = Stotale Où : P : précipitation moyenne entre les deux isohyètes (i) ; S i : Surface partielle entre les deux isohyètes considérées ; S : Surface totale du bassin versant. ; Le calcul a permis d’avoir une précipitation moyenne de l’ordre de 929,25 mm. Tableau.III.9 : Les différents paramètres calculé par planimétrage d’après la carte établie par CHAUMON et PAQUIN : 2 2 Tranche d’isohyète dP i (mm ) Si (K m ) Pi . S i (mm .K m ) 700-800 750 93,5 71025 800-1000 900 162,6 146340 1000-1200 1100 54,6 60060 1200-1500 1350 29,2 39420 III.3.4. Relation Température -Précipitation (Régime thermique) : Ces deux facteurs jouent un rôle primordial dans la détermination du régime climatique de la région ainsi que la détermination des périodes sèches et humides qui donnent une information sur les besoins en eau. 12 00m m du Zerdezas d’après Zerdezas du 800mm 1200mm 1000mm Courbe d’isohyètes d’isohyètes Courbe Limite du bassin versant Barrage Barrage CHAUMONT et PAQUIN et CHAUMONT 800mm 1000mm Fig (III.8) : Carte des isohyètes du bassin versant bassin du isohyètes Cartedes Fig: (III.8) <1200 <1200 <1500 <1500 ) ) <800 <800 <1000 <1000 ) ) ) ) mm mm mm mm mm P ( P P ( P P ( P P ( P 800< 1000< 700< 1200< 1/50000 : : Légende Echelle précipitation : P ( III.3.4.1. Diagramme Ombro-thermique de Gaussen et Bagnouls : C e diagramme résulte de la combinaison des deux paramètres climatiques, qui sont les précipitations et la température, il permet de déterminer la période pendant laquelle les précipitations totales du mois sont inférieures ou égales au double de la température du même mois (P ≤ 2T°C). Fig (III.9) Lorsque la courbe des précipitations passe au dessus de la courbe des températures, il s’agit d’une période excédentaire (humide), par contre si la courbe des températures passe au dessus de celle de précipitations, il s’agit d’une période déficitaire (sèche), d’après la courbe Ombro- Thermique, on constate que la période sèche s’étable de la mi-Mai à la fin du mois Septembre. P ( mm) T (°C) 120 60 100 50 80 40 60 30 40 20 20 10 0 0 JFMAMJJASOND Période humide Courbe des précipitations (mm) Courbe des températures (°C) Période Sèche Fig (III.9) : Diagramme Ombro-Thermique Station de Zerdazas (1968-2005) III.3.4.2.Détermination de l’humidité de sol (méthode d’ENVERTE) : La méthode d’Enverte fait appel à deux paramètres essentiels qui sont la température (T) et les précipitations (P). Le rapport P/T permet de connaître l’évolution de l’humidité du sol et de définir 4 types de régimes : -Un régime très sec quand P/T<1 ; -Un régime sec quand 1< P/T<2 ; -Un régime sub-humide quand 2 3. Le calcul de ce rapport permet de dire qu’on a les quatre régimes pendant toute l’année, le mois de Mai est sec puis on passe à un régime très sec pendant les mois de Juin, Juillet et Août, puis le régime devient sec au mois de Septembre puis subhumide au mois d’Octobre puis humide le reste de l’année (6 mois restant).Tableau III.10. Tableau.III.10 : Les différents valeurs mensuelles de rapport P/T (humidité) selon la méthode de méthode d’ENVERTE : Mois S O N D J F M A M J J A Paramètre 0000 P (mm ) 39,5 50,20 87,7 109,4 99,7 87,7 58,6 69,5 37,0 13,0 6,0 8,4 T°C 23,0 19,8 15,6 12,5 12,1 12,3 13,9 14,6 18,4 22,6 25,45 25,6 P/T 1.71 2.53 5.62 8.75 8.40 7.13 4.21 4.76 2.01 0.57 0.23 0.32 III.4.Bilan d’eau : Le but de l’analyse du bilan d’eau est d’évaluer la répartition des précipitations entre les différentes composantes du bilan hydrique. III.4.1.Calcul de l’évapotranspiration : Définition : Les hydrologues désignent par évapotranspiration l’ensemble des phénomènes qui transforment l’eau liquide en vapeur par un processus spécifiquement physique. III.4.1.1.Calcul de l’évapotranspiration potentielle (ETP) : L’ETP est en fonction de la température et de l’altitude du lieu considéré, la formule de THORNTHWAITE s’écrit comme suite : a = t ETP C 16 10 .K I Où : ETP : évapotranspiration potentielle corrigée en ( mm ) ; t : température mensuelle en (°C) ; I : Indice annuel= somme des indices mensuelle (i) ; t .1 514 i = 5 Où: a = 675 . 10 -9 TE 3 – 771 . 10 -7 TE 2 +1792 . 10 -5 TE + 493239 . 10 -5 = 1.88 ou; a = 0.016 TE + 0.5 a=1.88 K : Facteur de correction en fonction de la durée de journée. Les résultats sont représentés dans le tableau III.11. Tableau .III.11: Calcul de l’ETP c, selon la formule de Thornthwaite pour la station de Zerdazas(1968-2005) : MOIS S O N D J F M A M J J A Total Paramètresnnn i 10.07 8.03 5.61 3.99 3.84 3.91 4.70 5.06 7.19 9.81 11.74 11.85 85.8 ETP (mm) 102.14 77.07 49.35 32.36 30.82 31.54 39.63 43.46 67.15 98.83 123.55 12.93 820.8 Kà37°C 1.03 0.96 0.84 0.83 0.86 0.84 1.03 1.10 1.22 1.23 1.25 1.17 ETP c (mm ) 105,20 74,0 41,5 27,0 26,5 26,5 40,8 47,8 81,9 121,6 154,4 146,2 893,4 III.4.1.2.Calcul de l’évapotranspiration réelle (ETR), ou déficit d’écoulement : L’évapotranspiration réelle (ETR), est appelé souvent déficit d’écoulement (DE), est définie comme étant la quantité d’eau évaporée ou transpirée effectivement par le sol, les végétaux et par les surfaces d’eau libre ; Elle dépend de l’aération et de la quantité d’eau disponible. Pour l’estimation de l’ETR, on a utilisé plusieurs formules et méthodes qui utilisent la température et les précipitations. a. Formule de TURC : Cette formule est applicable à tous les climats du globe. Elle fait intervenir les précipitations et les températures moyennes annuelles. = P ETR 2 P 9.0 + L Où : ETR : Evapotranspiration réelle ; P : précipitation moyenne annuelle ; L = 300+25T+0.05T 3 ; T : température moyenne annuelle. P = 667 mm ; L = 1041; T = 18,0°C. L’application de cette formule permet d’avoir un ETP de 582.6 mm , ce qui représente 87% des précipitations. b. Formule de Coutague : Elle tient compte de la pluviométrie et de la température également et elle a la forme suivante : 1 D = P – λp2, avec λ = = .0 301 ; 0.8 + 0.14 T λ : qui est un paramètre dépendant de la température ; Où : D : Déficit d’écoulent en ( m/an) ; P : précipitation moyenne annuelle en ( m)= 0.667 m ; T : température moyenne annuelle en °C = 18°C. Cette formule est valable pour P comprise entre 1/8λ et 1/2 λ, cette condition est vérifiée 0.41<0.666<1.66. Elle donne une valeur de (D) égale 532mm soit 80% des précipitations. c. Méthode de Wundt : La valeur de l’ETR ou DE est déduite du digramme de Wundt qui tient compte de la température et de la précipitation moyenne annuelle, on obtient alors : Fig (III.10). ETR=613, soit 92% des précipitations. On note que la méthode R.Verdeil n’est pas applicable pour notre région, car elle est établie uniquement pour les régions Semi-arides, où les précipitations ne dépassent pas les 600 mm/an . Le tableau (III.12), récapitule tous les résultats concernant l’évaluation l’ETR en calculées par les différentes méthodes. Tableau.III.12 : Récapitulatif des valeurs de l’ETR et de l’ETP à la station de Zerdezas(1968-2005). Paramètres Méthodes Valeurs (mm ) Valeurs en (%) ETP (mm ) THORNTHWAITE 893.4 134 ETR (mm ) TURC 582.6 87 COUTAGUE 532.00 80 WUNDT 613 92 THORNTHWAITE 464 70 On peut dire que les valeurs de l’ETR obtenues par les différents méthodes sont assez proches, moyennement supérieure à celle obtenues par la méthode de Coutague et Thornthwaite, avec une erreur de 11,5%. III.4.1.3. Calcul du bilan hydrique selon la formule de Thornthwaite : Le calcul du bilan hydrique permet de qualifier les transfères d’eau issues des précipitations, et convient de caractériser un sol du point de vue sècheresse ou humidité. Pour établir ce bilan, il faut d’abord calculer la RFU (réserve facilement utilisable), contenue dans le sol, il s’agit de la quantité d’eau que pourrait contenir un sol pour assure le fonctionnement physiologique des plantes. Thornthwaite utilisait une moyenne de RFU= 100 mm . En se basant sur les paramètres climatiques majeurs P et ETP, on peut aussi calculer d’autres paramètres pour chaque mois qui sont : ETR, DA et l’excédent du bilan hydrique : Tableau III.13. Tableau.III.13 : Bilan d’eau selon Thornthwaite pour la station de Zerdezas pour une série d’observation de (1968-2005) : Mois S O N D J F M A M J J A Total Paramètres nnn P ( mm ) 39,5 50,20 87,7 109,4 99,7 87,7 58,6 69,5 37,0 13,0 6,0 8,4 666.7 ETP c (mm ) 105,20 74,0 41,5 27,0 26,5 26,5 40,8 47,8 81,9 121,6 154,4 146,2 893.4 -65.7 -23.8 46.2 82.4 73.2 61.2 17.8 21.7 -44.9 -108.6 -148.4 -137.8 P- ETP c (mm ) RFU ( mm ) 0 0 46.2 100 100 100 100 100 55.1 0 0 0 ETR ( mm ) 39.5 50.20 41.45 27,0 26.5 26.5 40.8 47.8 81.9 68.1 6.0 8.4 464.1 Exd ( mm ) 0 0 0 28,6 73,2 61,2 17,8 21,7 0 0 0 0 202.5 DA ( mm ) 65.7 23.8 0 0 0 0 0 0 0 53.5 148.4 137.8 429.2 Déficit ( mm ) Températures (°C) Abaque de Wundt modifié par Coutague Fig (III.10) : Evaluation de l’écoulement et du déficit en fonction des températures et des précipitations moyennes annuelles On constate qu’à partir du mois de Novembre, les précipitations deviennent supérieures à l’ETP, nous avons une reconstitution d’une partie des réserves du sol qui atteint les 100 mm . Du mois de Décembre au mois d’Avril, on enregistre un excédent de 202.5 mm qui atteint leur maximum au mois de Janvier (73.2 mm ), et qui disparaît au mois de Mai et a où les réserves commencent à s’épuiser jusqu’à devenir nulles. Du mois de Juillet au mois de Novembre on a un déficit agricole de l’ordre de 429 mm , Fig (III.11). III.4.1.4. Détermination du ruissellement et de l’infiltration : Pour déterminer le ruissellement superficiel, on utilise la formule empirique de TIXERONT- BARKALOFF qui est fonction des précipitations et l’évapotranspiration potentielle soit : P 3 R = = 124 mm ; soit 19 % des précipitations annuelles. 3ETP 2 A partir de l’expression générale du bilan hydrologique qui exprime l’égalité des apports et des pertes évaluées su une grandes périodes, on peut calculer l’infiltration (I) : à partir de la formule suivante : P=ETR + R +I ±W. Avec: P: précipitation moyenne annuelle en ( mm ); ETR : Evapotranspiration réelle en ( mm ) ; R : La lame d’eau ruisselée en (mm ) ; I : L’infiltration en ( mm ) ; W : La variation des réserves d’eau en ( mm ), considéré comme négligeable. Soit I = 79 mm , soit 12% des précipitations annuelles. On remarque que le bassin versant ne reçoit qu’une faible quantité d’eau qui représente 12% des apports liquides, et tout le reste s’évapore et ruisselé vers la mer ou vers l’usage. Il faut signaler qu’au on n’a pas tenu compte des autres paramètres tel que la perméabilité, la morphologie du terrain et l’intensité de la couverture végétale, car ce dernier reste toujours élucidé pour le calcul de l’infiltration. 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 JFMAMJJASOND Déficit d’écoulement L’excédent de l’eau Epuisement des réserves Précipitation en (mm) Evapotranspiration potentielle (ETP) en (mm) Evapotranspiration réelle (ETR) en (mm) Fig (III.11) : Représentation graphique des différentes composantes du bilan hydrique par la méthode de THORNTHWAITE à la station de Zerdazas (1968-2005) III.5.L’écoulement: La jonction des deux importants cours d’eau du bassin versant, Oued Bou Adjeb et Oued Khémakem, donne naissance à l’Oued Saf-Saf. Parmi les principaux affluents nous retenons également : - l’Oued Khémakem qui draine la partie Est du bassin ; - les Oueds Béni Brahim, Bou Adjeb et Kranga drainant la partie Ouest. Ce complexe hydrographique résulte de l’interaction des différents paramètres physiques analysés précédemment et détermine un comportement hydrologique particulier. III.5.1.L’écoulement moyen annuel dans le bassin : Le débit moyen annuel qui transite par les deux Oueds, Bou Adjeb et Khémakem est de l’ordre de 1,35 m 3/s pour un bassin de 340Km 2 ; pour la période allant de 1968 à1997 soit 29ans. Le débit spécifique pour le même bassin et la même période est de 3,95 l/s/Km 2, ce qui correspond à une tranche d’eau ruisselée de 125mm. III.5.2.L’irrégularité interannuelle des modules : Comme tous les cours d’eau méditerranéens, les Ouds Bou Adjeb et Khémakem se caractérisent par une irrégularité interannuelle. Pour avoir une idée sur cette irrégularité interannuelle, nous avons fait appel à des critères statistiques tels que le coefficient d’hydraulicité, l’écart type ou mieux encore le coefficient de variation et le coefficient d’immodération. Le coefficient d’immodération ou d’irrégularité(R) est selon M. Pardé le rapport du débit annuel le plus abondant au débit annuel le moins abondant. Ainsi, les Oued Bou Adjeb et Khémakhem pour un période de 29 ans ont donné un débit minimum de 0.04 m 3/s en (1996/97) et un débit maximum de 6,19m 3/s en (1978/79) soit un coefficient d’immodération (R) de 154,75. Ceci traduise une grande variabilité interannuelle des débits et permet de classer ce bassin dans un régime pluvial méditerranéen. Les valeurs du coefficient d’hydraulicité, Tableau (III.14), calcule pour la période allant de1968 à 1997 traduisent l’irrégularité interannuelle et confirment la tendance sèche de cette phase climatique. Les coefficients de variation permettent de mesurer la dispersion des modules particuliers autour de la moyenne, tableau (III.14). Le coefficient de variation à l’échelle annuelle dans le bassin est de 1,00. Les extrêmes observés varient de 1,07 à 4,58. Cette forte variabilité caractérise une fois de plus le régime pluvial méditerranéen Fig (III.12). 10 Q(m3/s) Q(m3/s) Modul moyenne:1,35m3/s 1 0,1 Temps 1 5 9 3 7 71 75 79 83 87 -19 -19 -19 -19 -19 0 4 8 0-198 2 4-198 6 8-198 2-199 6-199 98 98 98 99 99 1968-1969197 1972-1973197 1976-1977197 1 198 1 198 1 1990-19911 1994-19951 Les années d'observation(série:1968-1997) Fig(III.12) : Variations annuelles des modules à la station de Khémakem pour une série de (1968 à 1997) : Tableau (III.14): Variations temporelles des modules absolus et spécifiques, ainsi que des coefficients d’hydraulicité et des lames d’eau écoulées à la station de Khémakem (Série de 1968-1997) Année Module absolu Module Coefficient Lame d’eau Coefficient Q (m 3/s) spécifique d’hydraulicité écoulée E (mm) de variance q (l/s/Km 2) (CV) 1968-1969 0,17 0,5 0,12 15,768 0,12 1969-1970 2,13 6,26 1,58 197,56 1,57 1970-1971 1,45 4,26 1,07 134,50 1,07 1971-1972 1,83 5,38 1,35 169,74 1,35 1972-1973 2,05 6,03 1,51 190,14 1,52 1973-1974 0,17 0,5 0,13 15,77 0,12 1974-1975 0,25 0,73 0,18 23,19 0,18 1975-1976 0,74 2,18 0,55 68,64 0,55 1976-1977 0,8 2,35 0,59 74,20 0,59 1977-1978 0,39 1,15 0,29 36,17 0,29 1978-1979 6,19 18,20 4,58 574,14 4,58 1979-1980 0,32 0,94 0,24 29,68 0,24 1980-1981 0,35 1,03 0,26 32,46 0,26 1981-1982 1 2,94 0,74 92,75 0,74 1982-1983 1,33 3,91 0,98 123,36 0,98 1983-1984 3,04 8,94 2,25 281,97 2,25 1984-1985 4,97 14,62 3,68 460,98 3,68 1985-1986 0,25 0,73 0,18 23,19 0,18 1986-1987 2,08 6,12 1,54 192,93 1,54 1987-1988 0,19 0,56 0,14 17,62 0,14 1988-1989 0,58 1,70 0,43 53,80 0,43 1989-1990 0,19 0,56 0,14 17,62 0,14 1990-1991 1,64 4,82 1,21 152,11 1,21 1991-1992 0,84 2,47 0,62 77,91 0,62 1992-1993 2,09 6,15 1,55 193,85 1,55 1993-1994 0,97 2,85 0,72 89,97 0,72 1994-1995 1,47 4,32 1,09 136,35 1,09 1995-1996 1,49 4,38 1,10 138,20 1,10 1996-1997 0,04 0,12 0,03 3,710 0,03 Moyenne 1,35 3,95 0,99 124,76 1,00 annuelle La station de jaugeage des débits des Khémakem, permet le mesure les débits des Oueds de Khémakem et Bou adjeb tableau (III.15). Tableau (III.15) : Valeurs des débits correspond à la date de prélèvement d’eau pour les analyses chimiques Dates des 05 20 05 20 06 21 08 25 08 29 15 05 20 prélèvement /07/ /07/ /08/ /08/ /09/ /09/ /10/ /10/ /11/ /11/ /12/ /01/ /01/ 2004 2004 2004 2004 2004 2004 2004 2004 2004 2004 2004 2005 2005 3 Qmésuré (m /s) 0,06 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 0,00 0,05 0,37 0,25 3,3 2,5 III.5.3.Le bilan hydrologique et le déficit annuel d’écoulement : Le bilan d’eau a pour but de comptabiliser les apports et les pertes en eau. L’expression générale pour un bassin versant a la forme : P (mm)= E (mm) + D (mm) P= Lame d’eau annuelle moyenne précipitée ; E= Lame d’eau annuelle moyenne écoulée ; D= déficit d’écoulement. L’application d’une telle formule a permis de constater que le déficit d’écoulement représente 542 mm pour une précipitation moyenne annuelle de l’ordre 667 mm. Ceci permet un écoulement de l’ordre de 125 mm soit 18,7 % des précipitations. III.5.4.La répartition fréquentielle des modules. Ajustement a une loi log-normale : La loi log-normale étant choisie parmi d’autres Fig(III.13), nous avons calculé pour la station de Khémakem les modules ayant une durée de récurrence de 10, 50 et 100 ans en année sèche et en année humide, tableau (III.16). De cette échantillon de 29 ans, nous essayons de tirer des conclusions centenaires, bien qu’en pratique la prudence exige que l’on ne recherche pas un quantile dont la probabilité d’apparition corresponde à une période de retour supérieure au triple de la longueur de l’échantillon (P. Dubreuil,1974). Les fréquences Les F(x) 0,001 3 Log (QF) =σLogQ U F + LogQ (m /s) Log (Q ) =0,508U + 2,9 (m 3/s) 0,05 F F 1 0,5 0,9 0,99 3 0,999 Q (m /s) 0,01 0,1 1 10 Fig4 : Ajustement des modules annuels à une loi-Log normal. Station de Khémakem (1968-1997). Tableau (III.16): Débits moyens annuels (m 3/s) et durée de récurrence (années). Station de Khémakem (1969-1997) : Station Année sèche Module Année humide 100ans 50ans 10ans médiant 10ans 50ans 100ans (F=0,01) (F=0,02) (F=0,10) (F=0,5) (F=0,90) (F=0,98) (F=0,99) Khémakem 0,07 0,10 0,18 0,79 3,55 6,15 12,12 III.5.5. Estimation de l’apport moyen annuel selon les formules empiriques : 1 – Formule de SAMIE : ___ 2 3 1- L e = P 0 (293– 2,2 S ) (Hm ) ; Le : Lame d’eau écoulée (m). P 0: précipitation moyenne annuelle en (m) ; S : superficie en Km 2. . Donc L e = 0,6667 (293 – 2,2 340 ) = 112,20 (mm) 2 2- L e= 289 ( P 0 – 0.076) (mm) Le : Lame d’eau écoulée (mm). P 0: précipitation moyenne annuelle en (m) ; 2 Donc L e= 289 (0,6667 – 0,076) = 100,84 (mm) 2 3- L e = 0,784 ( P 0 – 0,232) L e : Lame d’eau écoulée (m) P 0 : Précipitation moyenne annuelle (m) 2 L e = 0,784 (0,6667 – 0,232) = 0,14815 m =148,15 mm L’apport liquide sera donc : ___ -3 3 A = L e.S.10 (Hm ) ; L e : Lame d’eau écoulée (m) ; S : Superficie du bassin versant (Km 2) ; ___ 1- A =0,11220 .340.10 -3 = 38,148 Hm 3 ___ 2- A =0,10084. 340.10 -3 = 34,2856 Hm 3 ___ -3 3 3- A = 0,14815.340.10 = 50,371 Hm 2– Formule dite ALGERIENNE : ___ 2 −K P 0 L e = P 0 (1-10 ) L e : Lame d’eau écoulée (m) P 0 : Précipitation moyenne annuelle (m) k : coefficient dépendant de la surface du bassin versant k = 0,18 – 0,01. Lg 10 (S) S : Superficie du bassin versant (Km 2) L’apport moyen annuel est donc : ___ -3 A = L e.S.10 k = 0,18-0,01.Lg 10 (340) = 0,154 2 -0,154.0, 6667 L e = 0,6667 (1 – 10 ) = 0,09722 m ___ -3 3 A = 0,09722. 340.10 = 33,0548 Hm 3– Formule de MALLET- GAUTTHIER : ___ 2 − 36,0 P 0 L e =0,6 P 0 (1-10 ) P 0 : Précipitation moyenne annuelle (m) ; L e : Lame d’eau écoulée (m) ; 2 − 36,0 . p 0 L e= 0,6. 0,6667(1-10 ) = 0,1233(m) ; L’apport moyen annuel sera donc : ___ -3 A = L e.S.10 ; ___ A = 0,1233.340.10 -3= 41,922 Hm 3 4– Formule de TURC: ____ P0 Le = P 0- ___ 2 P 0 9,0 + 2 L L e : Lame d’eau écoulée (m) P 0 : Précipitation moyenne annuelle (m) L = 300+25T+0.05T 3 =1041; L e=0.6667-0.5826=0,0841m L’apport moyen annuel sera donc : ___ -3 A = L e.S.10 ___ -3 3 A = 0,0841.340.10 = 28,594 Hm . Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau (III.17): Tableau (III.17) Tableau récapitulatif : Auteurs Lame d’eau écoulée (mm) Apport annuel (Hm3) 112,20 38,15 SAMIE 100,84 34,28 148,15 50,37 ALGERIENNE 97,22 33,05 MALLET- GAUTTHIER 123,30 41,92 TURC 84,10 28,59 Moyenne 110,96 37,73 D’après les résultats obtenus par ces différentes formules, on adopte celle de MALLET- GAUTTHIER car elle se rapproche de celle de COUTAGUE (143 ,5mm), ce qui nous donne un apport annuel de 41,92 ≈ 39,4 millions de m 3. III.5.6.L’irrégularité saisonnière des modules : Les coefficients mensuels de débits (CMD) ou rapports moyens mensuels ou module de la période considérée permettent de connaître le sens des variations saisonnières, Tableau(III.18). Ainsi, le régime des Oueds Khémakem et Bou Adjeb reflètent celui de la pluviométrie avec un maximum en hiver et au début du printemps et minimum très accusé en été. De ce fait, les hautes eaux se succèdent de décembre à la fin avril et présentant un maximum en février (2,38), alors que les basses eaux s’échelonnent de mai à novembre avec un minimum en août (0,11) fig (III.14). Tableau (III.18) : Variabilité des débits annuels et mensuels à la station de khémakem (1968-1997) : Bassin S O N D J F M A M J J A Année Q(m 3/s) 0,15 0,28 0,61 2,43 2,92 3,28 2,92 1,84 0,92 0,43 0,16 0,13 1,35 Zardézas σ 0,62 0,61 1,45 5,81 3,85 4,78 3,25 2,83 2,70 2,10 0,86 0,69 CV 4,13 2,15 2,36 2,39 1,32 1,46 1,11 1,53 2,94 4,84 5,28 5,12 CMD 0,11 0,21 0,45 1,80 2,17 2,43 2,16 1,36 0,68 0,32 0,120 0,10 0,99 Sachant que : le coefficient de variante (CV) : Q CV= ___ Où : Q : Débit moyenne mensuel de tel mois; Q ___ Q : La moyenne des débits mensuel. Coefficient mensuel de débit (CMD) : δ CMD = Où : Q : Débit moyenne mensuel de tel mois Q σ : Ecart type. 3 CMD 2,5 Hautes eaux 2 1,5 Basses eaux 1 0,5 0 SONDJFMAMJJA Les mois Fig (III.14) : Courbe des coefficients moyens mensuels des débits à la station de Khémakem, (1968-1997). III.5.7.La disponibilité annuelle en eau de surface : Les apports des Oueds Khémakem et Oued Bou Adjeb s’élèvent à 39,41Hm 3 selon la série de référence étudiée (1968-1997). Cependant le tableau (III.19) montre l’inégale répartition temporelle des disponibilités d’une année à l’autre. Tableau (III.19) : Volume total écoulé en année sèche et humide à la station de Khémakem : Année de forte Hydraulicité Année de faible Hydraulicité Moyenne (1984-1985) (1996-1997) (1968-1997) Débit Volume Débit Volume Débit Volume (M 3/S) (10 6 Hm 3) (M 3/S) (10 6 Hm 3) (M 3/S (10 6 Hm 3) 3,99 127,17 0,04 1,21 1,35 39,34 En année sèche par exemple cet apport est de l’ordre de 1,21 Hm 3, soit 3,05% du volume total écoulé en année moyenne. III.5.8.Les disponibilités saisonnières en eau de surface : Comme pour le caractère climatique, le régime hydrologique des Oueds Khémakem et Bou Adjab permet distinguer deux saisons l’une sèche et l’autre humide. Les dispo- -nibilités en eau sont relativement considérables pendant la période des hautes eaux et négligeable pendant la période des basses eaux Tableau (III.20). Tableau (III.20) : Disponibilités mensuelles moyennes en eau de surface à la station de Khémakem (1968-1997). Moyenn Mois S O N D J F M A M J J A e annuelle Apport Moyen 6 3 (10 m 4,8 6,9 19,2 76,1 80,0 94,3 84,1 56,1 27,3 13,5 5,1 4,2 39,34 ) 1 7 3 1 2 6 4 6 0 8 0 4 Les apports extrêmes observés se rapportent à 94,36 Hm 3 en février et 4,24 Hm 3 en août. Soit un rapport de 1à 22. Par ailleurs, de mai à novembre, nous enregistrons un apport moyen mensuel en deçà de la moyenne annuelle écoulée. Cependant, cette variabilité saisonnière cache de grandes oscillations journalières : en fait, la moyenne mensuelle n’est que le maximum de quelques journées voire de quelques heures pluvieuses. III.5.9.L’écoulement extrême : crue et étiage :Diagramme d’oscillation : Quel que soit de la saison froide ou chaude, les crues sont d’origine pluviale ; elles dépendent essentiellement de l’abondance et de l’intensité de pluie. Pendant toute la série d’observation (1968-1997), la crue la plus importante a été enregistrée en décembre 1984. Les données relatives à cette crue montre bien son caractère agressif. Le débit de pointe enregistré le 30 décembre 1984 a atteint la valeur de 404,04 m 3/s, soit un débit spécifique de l’ordre de 1188,35 l/s/Km 2. En 72heures, le débit journalier est passé de 16,53 à 558,7m 3/s, soit un rapport de 1 à 34. Le coefficient de puissance de crue « A » de Meyer- Coutagne- Pardé est l’un des critères qui peut caractériser la puissance de la crue. Les valeurs correspondantes calculées pour les crues maximales de quelques années permettent d’avoir une idée sur les fortes variations de la puissance des crues extrêmes Tableau (III.21). Tableau (III.21): Quelques exemples des crues extrêmes à la station de Khémakem (1968- 1997). Jour du Surface Débit max Coefficient de maximum Absolu (m 3/s) puissance de crue (Km 2) (Q) (A) 22-11-1957(Hors série) 1391 75 24-12-1969 453 24 29-03-1971 340 102 5 27-03-1973 216 12 03-02-1984 997 54 30-12-1984 755 41 31-12-1992 115 6 09-01-1995 136 7 Q Où : A= S Q : étant le débit maximum instantané (m 3/s), S : la superficie du bassin. Quant A est inférieur à 60, la crue est médiocre à moyen, si A est supérieur à 60, la crue est forte à très forte. Les débits maximums mettent en valeur la surabondance hivernale, où on peut enregistrer des masses d’eau très importantes qui peut être véhiculée par ces oueds en un temps très court Tableau (III.22). Tableau(III.22) : potentialités en eau correspondant à la crue extrême écoulée : Superficie Date de Volume écoulé Rapport au volume annuel Station (Km 2) crue (10 6m3) moyen (1968-1997) % Khémakem 340 30-12-1984 48.5 123,3 28-12 à05- 74.5 189,4 01-1984 Ainsi, les oscillations journalières sont très grandes et rendent compte de la violence de certaines crues. La plus forte crue durant la période 1968-1997 a écoulé 48,5 millions de m 3 en 24 heures, soit supérieur à de l’apport moyen annuel. Pour caractériser les étiages, on a fait appel aux valeurs du débit brut ou spécifique minimal instantané. Quelques exemples de débits mensuels d’étiages observés : Station de Khémakem Année Mois Débit mensuel minimal Débit mensuel minimal absolu spécifique Q (m 3/s) q (m 3/s) 1968 Septembre 0,02 0,059 1969 Novembre 0,01 0,029 1981 Août 0,06 0,176 1992 Octobre 0,01 0,0029 novembre 0,01 0,029 Moyenne 0,015 0,044 (1968-1997) Sur les 29 années de la période d’observation, on a enregistré un écoulement nul (0,0m 2) durant dix années aux mois de juillet, août et septembre. Comme l’attestent ces chiffres, les étiages sont très prononcés dans le bassin des Zardézas. Ceci est dû à la genèse des étiages qui a pour cause principale la variation thermique. Dans un bassin semi-permiable comme celui des Zardézas, le rôle pondérateur des eaux souterraines sur l’écoulement superficiel n’est que de très faible importance. Aussi, on peut remarquer la très faible moyenne mensuelle d’étiage des Oueds Khémakem et Bou Adjeb qui est estimé à 0,015m 3/s. Le déficit estival en eau de surface a sur le plan économique. De très grandes conséquences qui se traduisent en particulier par un grand déséquilibre de la répartition de l’eau entre les différents utilisateurs. Ainsi, les disponibilités en eau de surface pendant la période de maigre où la demande en eau est très grande et peuvent atteindre un seuil critique. III.6.Conclusion : Ce chapitre a fait l’objet d’une description et d’une analyse des divers facteurs climatiques du bassin versant de Zerdazas. Les paramètres analysés concernent une période ancienne et une période récente de la station pluviométrique de Zardézas de1968 à 2005 ; • Les précipitations moyennes dans la région d’étude sont de l’ordre de 667 mm /an ; • La variation des températures durant l’année se fait d’une manière progressive avec une moyenne de 18°C, sur l’ensemble de la région, avec une maximum au mois d’Août (25.6°C), et un minimum au mois de Janvier (12.1°C) ; • La lame d’eau d’écoulée sur le bassin versant du barrage de Zerdezas est de 929 mm , obtenue par la méthode des isohyètes tirée de la carte de CHaumon et Paqun ; • L’ETR est de l’ordre de 464 mm , ce qui représente 70% des précipitations annuelles ; • Le déficit des précipitations pour satisfaire l’évapotranspiration réelle serait de 429 mm , soit 64% de l’ensemble des précipitations annuelles, réparti entre le mois de Juillet et le mois d’Octobre, donnant ainsi une idée sur la quantité d’eau nécessaire à l’irrigation ; • L’infiltration est de l’ordre de 79 mm soit (12%) des précipitations annuelles ; • Le ruissellement est de 124 mm qui présente 19% des précipitations annuelles. La connaissance de la circulation de l’eau dans le bassin des Zardézas est primordiale, elle nous a permis de dégager certaines observations à caractères hydrologiques par l’entremise d’une station de jaugeage dénommée Khémakem qui dispose d’un équipement fiable et est destinée à couvrir une longue série d’observation. L’évaluation des ressources en eau de ce bassin est fondamentale sachant qu’à l’aval de cet espace existent trois secteurs d’utilisation gros consommateurs d’eau : la ville de Skikda, l’industrie pétrochimique et la vallée du Saf-Saf. L’analyse des variables hydrologiques débouche donc sur l’évaluation des ressources en eau et leur variabilité : avec un débit annuel moyen de l’ordre de 1,35m 3/s, soit un apport de 39,34 hm 3/an (1968-1997), le bassin des Zardézas (340km 2) dispose de potentialités hydriques modestes. Malgré l’abondance relative de la pluviométrie et les pontes fortes qui favorisent l’écoulement, ces valeurs restent moyennes et traduisent l’effet de la semi-aridité qui affecte parfois le bassin. Les valeurs extrêmes dénotent du caractère particulier de ces oueds. En effet, en étiage sévère, l’écoulement est nul (0.0m 3/s), alors que pendant les crues extrêmes, il peut dépasser les 1000m 3/s (1957). D’une manière générale, notre région est caractérisée par un climat Sub-humide (type méditerranéen), avec une saison pluvieuse allant de la mi-Octobre jusqu’au mois d’Avril et un été sec et chaud. Introduction : La composition chimique d’une eau joue un rôle important dans la détermination de sa qualité, ce qui détermine son utilisation pour l’alimentation en eau potable (A.E.P), en irrigation ou en industrie. L’étude hydrochimique d’une eau permettra de préciser la répartition quantitative des divers éléments dessous, et de suivre leur évolution spatio-temporelle. Cette étude a porté sur l’analyse et l’interprétation de 65 échantillons d’eau prélevés entre le 05 Juillet 2004 et le 20 janvier 2005 au niveau des points situés le long de Oued Saf –Saf et ses affluents, le choix de lieu de prélèvement a été fixé de manière à couvrir tout le secteur d’étude. Les dosages des éléments chimiques ont été effectués au laboratoire de chimie des eaux de l’I.S.T de Constantine et ont porté aussi bien sur les éléments majeurs( Ca ++ , Mg ++ , Na +, K +, Cl -, - -- ++ ++ ++ ++ +++ HCO 3 , SO 4 ),que les éléments mineurs( Pb , Hg , Sr , et Fe Total : (Fe , Fe ) ). Trois méthodes d’analyses ont été utilisées : Dosage Titrimétrique, Dosage Chlorométrique et Dosage par Spectrométrie d’absorption atomique. Sur terrain nous avons pris les paramètres physiques tel que : T°C, pH et la Conductivité électrique. VI.1.Choix et Localisation Des Stations De Prélèvement : Les stations de prise des échantillons pendant la période d’étude, ont été choisies au niveau de la confluence des affluents des Oueds et des points de pollution. Les stations retenues sont au nombre de cinq (05) et qui ont été choisies de manière à suivre l’évolution spatio-temporelle du chimisme de l’eau de surface et par conséquent déterminer l’origine de la pollution de ces eaux. Tableau 1et 2 et fig (IV.1). Tableau.1 : Caractéristiques des points de prélèvement N° Symbole de Coordonnées Lambert Lieu de prélèvement la station X Y Z ( m) 01 S01 884550 367550 315 Oued khemakem 02 S02 870100 366400 310 Oued bou adjeb 03 S03 878600 371150 210 Amant du lac du barrage 04 S04 875750 373600 189 Juste près de la digue 05 S05 à l’aval du barrage Station de traitement Tableau 2 : Teneurs moyens des éléments chimiques Stations S1 S2 S3 S4 S5 Stations S1 S2 S3 S4 S5 Elément Teneur Elément Teneur En mg/l En mg/l Max 96.19 147.7 72.14 70.54 72.14 Pb ++ Max 0.524 0.742 0.659 0.652 0.896 ++ Ca Moyenne 80.70 143.04 65.61 64.64 65.68 Moyenne 0.222 0.352 0.328 0.298 0.358 Min 68.13 96.19 60.12 58.3 58.76 Min 0.081 0.096 0.093 0.076 0.082 Ecartype 8.64 25.96 4.10 4.11 16.50 Ecartype 0.207 0.230 0.237 0.240 0.297 Max 77.31 137.3 59.28 55.64 54.34 Fe ++ et Max 0.243 0.36 0.38 0.289 0.295 ++ +++ Mg Moyenne 63.98 110.91 48.98 102.57 63.98 Fe Moyenne 0.196 0.226 0.252 0.228 0.221 Min 51.33 64.99 43 42.68 42.3 Min 0.139 0.185 0.175 0.146 0.101 Ecartype 8.12 24.50 4.57 4.50 4.16 Ecartype 0.035 0.054 0.068 0.056 0.068 Max 45.7 59.9 36.2 49.2 48.8 Sr ++ Max 0.3345 0.435 0.39 0.27 0.216 + Na Moyenne 39.76 52.29 30.60 42.38 20.82 Moyenne 0.217 0.258 0.203 0.175 0.164 Min 36.4 40.8 28.4 28.6 1.99 Min 0.132 0.146 0.075 0.111 0.091 Ecartype 2.91 7.16 2.08 8.19 18.68 Ecartype 0.063 0.087 0.099 0.056 0.067 Max 11.6 11.98 10.73 11.6 10.44 Hg ++ Max 0.087 0.09 0.038 0.042 0.063 + K Moyenne 10.24 10.38 9.47 8.98 5.95 Moyenne 0.030 0.031 0.013 0.017 0.035 Min 8.54 9.32 8.33 5.98 4.03 Min 0.002 0.006 0.001 0.001 0.022 Ecartype 1.02 0.69 0.62 1.82 1.97 Ecartype 0.036 0.021 0.014 0.013 0.015 Max 56.8 88.75 49.7 64.5 39.05 T°C Max 23 23 25 25 23 - Cl Moyenne 41.92 65.44 30.87 34.19 29.83 Moyenne 13.42 15.04 17.92 18.03 17.84 Min 28.4 53.25 17.75 17.75 16.39 Min 6.5 5.5 7 7 10 Ecartype 9.56 11.18 9.83 13.70 8.44 Ecartype 6.41 7.66 6.49 6.41 4.79 Max 175 239 182 193 184 pH Max 7.6 7.7 7.9 7.9 7.8 SO4-- Moyenne 167.1 221.91 166.23 170.61 159.01 Moyenne 7.37 7.41 7.65 7.64 7.55 Min 162 187 142 147 141 Min 7.1 6.9 7.3 7.2 7.3 Ecartype 4.72 15.53 11.35 15.98 14.02 Ecartype 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 Max 376.6 494.1 257.9 257.4 298.9 Conduc- Max 685.41 1215 622.37 621.32 617.85 - HCO 3 Moyenne 313.81 388.38 235.98 236.46 240.24 Tivité Moyenne 589.91 1005.49 546.32 551.29 550.48 Min 231.84 283.04 197.64 195.2 199.1 électrique Min 475.28 654.72 455 460 459.75 Ecartype 60.21 58.76 19.72 18.33 26.09 µs/cm Ecartype 76.35 188.55 57.99 59.84 61.73 Max 0.8 0.7 0.8 0.8 0.6 Résidu Max 1090 1040 730 480 460 NO - Moyenne 0.51 0.41 0.55 0.43 0.37 3 Sec en Moyenne 858.57 920.83 514.61 390 361.53 Min 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 mg/l Min 520 510 270 270 270 Ecartype 0.18 0.21 0.2 0.18 0.15 Ecartype 232.26 144.12 139.50 58.45 60.94 Max 3,3 Débit Moyenne 0,46 Q(M 3/s) Min 0,0 Ecartype 0,98 886 858 862 866 870 874 878 882 890 N 384 384 380 380 S5 : station de traitement 376 376 Barrage de Zardezas S4 372 372 S3 oued safsaf 368 368 Bouadjeb oued oued S1 khemakem S2 364 364 360 360 858 862 866 870 874 882 886 890 878 Legende: Légende : :cours d'eau de première ordre ECHELLE :cours : Limite d'eau du de bassin deuxième versant ordre Echelle0 : 1/200.0006Km : cours : Les d'eaucours d’eaude troisième ordre : cours : Stations d'eau des de prélèvements. quaterième ordre :cours d'eau de sinquième ordre 882: point : Les de coordonnées prélevement LAMBERT :limite de bassin versant : Station de jaugeage. carte montre le réseau hydrographique de bassin verssant de barrage Zardezas avec les points de prélevement Fig(IV.1) : SCHEMA DE SITUATION DES STATIONS DE PRELEVEMENT IV.2 Faciès chimique : Ce problème a été abordé en établissant un diagramme bilogarithmique fig (VI.2) sur lequel - -- ++ ++ on a reporté en abscisse le rapport HCO3 /SO 4 et en ordonnée le rapport Mg /Ca . L’examen de cette figure permet de voir que le quasi totalité des échantillons prélevés a un faciès bicarbonaté magnésien à cacique rarement sulfaté magnésien. Ces échantillons correspondent à la période de crue. Les faciès dominants sont en liaison directe avec la géologie qui laisse affleurer des formations carbonatées telles que les calcaires, les dolomies d’âge Crétacé de la plate forme néritique constantinoise, par contre les faciès sulfaté ne représentent qu’un faible pourcentage à cause des eaux de pluie par l’effet d’oxydation dans l’atmosphère de l’anhydrite sulfureuse lors de la combustion du charbon et du pétrole, ou par le lessivage des terrains argileux et marneux gypsifères. Mg ++ /Ca ++ 10 Faciès Bicarbonaté Faciès Sulfaté Magnésien Magnésien 1 0,1 1 10 Faciès Sulfaté Calcique Faciès Bicarbonaté Calcique 0,1 - -- HCO 3 /SO 4 Fig(IV.2) : Diagramme des faciès chimiques IV. 3.Etude des rapports caractéristiques et origine des éléments dominants : On détermine ici l’origine des éléments chimiques à partir des corrélations qui existent entre eux. Les régressions effectuées utilisent les données de toutes les analyses réalisées au cours de la période suivi qui s’étale entre Juillet 2004 et Février 2005. IV.3.1.L’origine du sodium Na + : IV.3.1.1.Le couple Na + -Cl - : Pour avoir une idée sur les éléments dominants cités plus haut, nous avons fait une représentation graphique sur une échelle arithmétique avec en abscisse la teneur en milli- équivalent des chlores et en ordonnée celle du sodium. Fig (IV.3.A), ces deux éléments chimiques dans les eaux naturelles sont souvent liés à la dissolution de l’halite (NaCl), l’évolution de Na + est étudiée en fonction des teneurs en chlorure, car ce dernier est considéré comme un traceur stable et conservative des évaporites et très soluble. 3 teneurdeNa+( méq/l) 2 1 Droite de pente 1 0 0 1 2 3 Teneur de Cl-( méq/l) Fig (IV.3.A) : Origine des éléments Na + et Cl - L’examen de la Fig(IV.3.A) montre que tous les échantillons se trouvent au dessus de la droite d’une pente 1. Ce ci traduit la présence d’une 2 ème origine. Des ions sodiques qui a fait accroître la concentration du sodium par rapport à celle des chlorures, cet apport supplémentaire pourrait provenir de l’altération des silicates sodiques. L’examen du diagramme Na/Cl- Ca/(HCO 3 +SO 4 ) montre que plus de 90% des échantillons subissent un échange de base ce qui pourrait justifier l’excès en sodium par ce phénomène. + -- IV.3.1.2.Le couple Na -SO 4 : L’examen du diagramme Na-SO 4 , fig(IV.3.B), montre que tous les points échantillonnés se trouvent en dessus de la droite de pente 1. Ce ci montre un excès des sulfates par rapport au sodium, ce ci ne peut s’explique que par une dissolution du gypse plus importante que celle de la halite. 3 Na+(méq/l) 2 1 Droite de pente 1 0 0 1 2 3 4 5 6 SO4--( méq/l) Fig (IV.3.B) : Origine des éléments Na + et SO4 — 2,0 Ca/(HCO3+SO4) 1,8 meq/l Excés en Ca++ 1,6 1,4 1,2 Excés de Na+ 1,0 0,8 0,6 Echange de base 0,4 Etat naturel 0,2 Na/Cl(meq/l) 0,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Fig( IV.4) : Echange de base IV.3.2.L’origine de magnésium Mg ++ : 2+ 2+ 2- IV.3.2.2.Le couple (Mg / Ca ) et SO 4 : 2+ 2+ 2- La projection des différents points sur le diagramme (Mg / Ca ) et SO 4 , Fig(IV.5) montre que les 58 échantillons présentent un rapport de Mg+2 /Ca 2+ supérieur à un, ce ci nous permet de dire que le magnésium l’emporte sur le calcium et qui sa ne peut être dû qu’à la dissolution des évaporites (MgSO 4). La stabilisation de ce rapport malgré l’augmentation de la teneur des sulfates ne peut n’expliquer que par une précipitation de l’élément Mg ++ . 1,8 1,6 1,4 (Mg++/Ca++) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 1 2 3 4 5 6 SO4--( méq/l) Fig (IV.5) : Origine des éléments Mg ++ IV.3.3.L’origine du calcium Ca 2+ : 2+ - -- IV.3.3.1.Les éléments Ca et HCO 3 -SO 4 : La1 ère représentation fig (IV.6.A) permet de voir que le calcium a deux origines possibles, pour - - des teneurs de HCO 3 < 6méq/l, l’origine du calcium est carbonatées et pour des teneurs de HCO 3 > - 6méq/l de HCO 3 , on a un excès de calcium qui peut être évaporitique. L’examen de la fig (VI.6.B) relative à l’évolution du calcaire en fonction de sulfates montre65 % des échantillons analysés présente un excès en sulfates ce qui confirme l’origine évaporitique. 9 8 7 Ca++(méq/l) 6 Droite de pente 1 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 HCO3-( méq/l) Fig (IV.6.A) : Origine de Calcium Ca ++ 10 8 TeneurduCa++(méq/l) 6 4 Droite du pente 1 2 0 0 2 4 6 Teneur des SO4--(méq/l) Fig (IV.6.B) : Origine de Calcium Ca ++ IV.3.4.L’origine de la salinité : - - 2- IV.3.4.1.Les relations HCO 3 /(Cl + SO 4 ) – Conductivité électrique : - -- Le rapport de la teneur de HCO 3 et celle de (Cl-+SO 4 ) montre deux pôle sont observés fig - (IV.7.A) : l’un carbonaté caractérisé par une dominance des ions de HCO 3 , il englobe que 24% des - 2- points d’eau et l’autre représente le pôle évaporitique et affirme une dominance des ions Cl et SO 4 et il englobe 76% des points. Donc la conductivité est dû en grande parte aux éléments évaporitiques. 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 HCO3-/(Cl-+SO4--) 0,4 0,2 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Conductivité électrique(µs/Cm) Fig (IV.7.A) : Origine de la salinité. La manière selon la quelle évolue la dissolution des ions évaporitique( Cl - marqueur de halite 2- et SO 4 marqueur de gypse) en fonction de la conductivité est examiné à l’aide du diagramme fig(IV.7B) qui nous permet de faire la distinction entre les ions liés aux sels et ceux liés au gypse. Ce ci nous permet de dire que ce sont ceux liés aux gypses qui l’emportent par rapport à ceux du sel, puisque le rapport est inférieur à un. 1 0,9 0,8 0,7 Cl-/SO4-- 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Conductivité électrique(µS/Cm) Fig(IV.7.B ): Origine de la salinité. IV.4.Apport de l’Analyse en Composant Principales (ACP) : Le traitement des nombreuses données chimiques de cycle, durant la période 2004-2005, a nécessité l’utilisation de l’analyse en composantes principales (ACP). Pour d’avancer des hypothèses, d’autant plus que nous ne traitons ici que les éléments majeurs. Ce qui ne représente qu’une tendance et certains éléments peuvent en dissimuler d’autres. Pour effectuer ce traitement, nous disposons de données chimiques, étalées sur six mois. IV.4.1.Caractéristique de la méthode : La méthode regroupe le traitement des descriptions et de comparaisons simultanées des différentes variables et l’analyse des données multidimensionnelles qui fait partie de la statistique descriptive. Nous cherchons à mettre évidence les liens éventuels de deux ou plusieurs variables au cours de leur évolution. • Principe de la méthode : La méthode consiste à chercher des plans de projections sur lesquels la visualisation du nuage serait possible et sur lesquels sa projection s’effectuerait avec un minimum d’erreur. L’application de la méthode consiste à dresser un tableau à deux entrées, l’une pour les variables chimiques et l’autre pour les échantillons qui consistent les unités statistiques (U.S) ; les valeurs des variables pour toutes les unités statistiques peuvent être représentées par un nuage de points, aussi bien dans l’espace des variables que dans l’espace des unités statistiques. IV.4.2.Traitement statistique : Une analyse statistique par composantes principales (ACP) a été effectuée sur un tableau de 2+ 2+ + + - 2- - 2- 58 individus et de 16 variantes (T°, pH, conductivité, Ca , Mg , Na , K , Cl , SO 4 ,HCO 3 ,NO 3 , 2+ 2+ 2+ Pb ,Fe (total) , Hg , Sr , Q mésuré ) . L’analyse a été poussée jusqu’à trois facteurs et 69,06% de la variance (tableu3), ont peu être exprimés. Tableau 3 : Valeurs propres : F1 F2 F3 Valeur propre 6,15 3,1 1,81 % variance 38,41 19,35 11,30 % cumulé 38,41 57,76 69,06 IV.4.2.1.Matrice de corrélation : L’examen du tableau 4 montre plusieurs corrélations significatives Tableau 4 : Matrice des corrélation entre les différents variables au seuil de 5% et avec 58d’échontillons (r = 0,477 soit r 2 = 0,2275) T pH Cond Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 NO3 Pb Fe Hg Sr QMé T 1 pH 0,311 1 - Cond 0,125 0,306 1 - Ca 0,018 0,438 0,956 1 - Mg 0,119 0,378 0,836 0,865 1 - - Na 0,046 0,097 0,561 0,572 0,519 1 - - K 0,036 0,066 0,370 0,387 0,293 0,671 1 - Cl 0,259 0,110 0,870 0,818 0,737 0,552 0,368 1 - SO4 0,042 0,193 0,810 0,782 0,607 0,525 0,500 0,764 1 - HCO3 0,079 0,317 0,872 0,882 0,794 0,506 0,367 0,826 0,711 1 ------NO3 0,019 0,272 0,111 0,143 0,225 0,134 0,316 0,113 0,016 0,098 1 - - Pb 0,752 0,305 0,107 0,064 0,125 0,239 0,125 0,289 0,071 0,210 0,113 1 - Fe 0,517 0,309 0,062 0,003 0,023 0,262 0,024 0,193 0,030 0,061 0,338 0,620 1 - - - - Hg 0,344 0,202 0,180 0,238 0,280 0,086 0,167 0,283 0,234 0,290 0,178 0,407 0,097 1 - 1 Sr 0,238 0,090 0,388 0,380 0,226 0,205 0,381 0,387 0,366 0,409 0,221 0,390 0,256 0,154 ------Qmé 0,640 0,015 0,178 0,117 0,120 0,010 0,152 0,209 0,115 0,108 0,015 0,413 0,320 0,000 0,209 1 + - 2- On remarque que la conductivité est du aussi bien liée aux évaporitique (Na , Cl ,SO 4 ) qui 2+ 2+ - aux formations carbonatées(Ca , Mg , HCO 3 ). La présence de ces éléments est due à la dissolution des évaporites tel que NaCl, KCl, [CaSO 4 ,2H 2O], et des carbonates tel que CaCo 3, Ca,Mg(CO 3). ère Le calcium a une double liaison, la 1 avec les éléments carbonatés Mg et HCO 3 et la seconde avec les éléments salifères. Cette liaison suggère une double origine qu’on pourra discuter plus bas. De même que le magnésium, il semble aussi une deux liaison, l’une carbonatée et l’autre salifère ce qui pourrait suggère également une double origine comme pour le calcium. Les éléments salifères (Na, K, Cl, So 4) semblent bien corrélés avec les bicarbonates (Ca, Mg, HCO 3). Les éléments traces métalliques (plomb et le fer) évoluent d’une manière polaire avec la température ce qui nous semble normale car la dissolution des ces éléments augmente avec la température. Ces éléments sont également bien corrélés entre eux ce qui laisse penser qu’ils peuvent aussi la même origine. Le débit a une seule corrélation significative avec la température mais cette relation est même car l’écoulement n’apparaît qu’en période de hautes eaux où la température est faible et inversement. IV.4.2.2. L’analyse de cercle de l’ACP : L’analyse des variables Tableau 5, Fig (IV.8) et Fig (IV.9) montre que le facteur 1 est déterminé par la conductivité, Ca, Mg, Na, Cl, SO 4, HCO 3, et à moindre degré par le potassium c’est donc le facteur de la minéralisation. Ce facteur oppose donc les eaux minéralisées aux eaux faiblement minéralisées. Le facteur 2 est déterminé par le fer, température, plomb, et le strontium c’est donc le facteur de la contamination par les éléments traces métalliques accentuée par la température, ce groupe s’oppose au débit qui a une action sur la teneur de ces éléments par effet de dilution et de concentration. Le facteur 3 est également le facteur de la contamination par les éléments traces métalliques (Hg), la pollution agricole (NO 3) et le potassium qui est fortement lié à ce facteur. On remarque qu’on a une opposition entre les nitrates et le mercure qu’ils ont sur le terrain deux origines différentes, l’une profonde (Hg) et l’autre superficielle (NO 3). L’analyse du plan factoriel des individus (F1/F3) Tableau 6 montre que se sont les station S2, S3, S4 et S5 qui sont caractérisées par des eaux relativement chargées. La station S2 reçoit les eaux qui sont traversé les formations triasiques alors que le reste des stations se trouvent localisées au sud de la cuvette du barrage et à l’aval de ce dernier où on a une concentration maximale des minéralisations. Le facteur 2 est lié aux eaux de la station 1 riches en Pb, Fe et Sr. De même que les eaux de la station 3, 4 et 5 pendant la période des basses eaux. Tableau 5 : Cosinus carrés des variables : F1 F2 F3 T 0,038 0,711 0,014 pH 0,103 0,210 0,145 Cond 0,900 0,005 0,001 Ca 0,896 0,026 0,008 Mg 0,736 0,011 0,046 Na 0,410 0,138 0,113 K 0,258 0,019 0,491 Cl 0,822 0,013 0,001 SO4 0,706 0,007 0,013 HCO3 0,830 0,002 0,007 NO3 0,011 0,077 0,475 Pb 0,043 0,780 0,027 Fe 0,010 0,592 0,026 Hg 0,089 0,084 0,363 Sr 0,242 0,105 0,076 Qmésuré 0,052 0,316 0,003 Variables (axes F1 et F2 : 57,76 %) 1 PbT Fe 0,75 0,5 pH Sr NO3 Hg 0,25 Cl 0 HCO3Cond K SO4Mg F2 (19,35 %) F2(19,35 -0,25 Ca Na -0,5 Qmesuré -0,75 -1 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 F1 (38,41 %) Fig(IV.8) : plan factoriel F1-F2 des variables Variables (axes F1 et F3 : 49,72 %) 1 0,75 NO3 K 0,5 pH Na Sr 0,25 Fe SO4 0 Qmesuré CondCl T HCO3Ca F3 (11,31 %) (11,31 F3 Pb -0,25 Mg -0,5 Hg -0,75 -1 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 F1 (38,41 %) Fig(IV.9) : plan factoriel F1-F3 des variables Tableau 6 : cosinus carrés des individus : F1 F2 F3 F1 F2 F3 S1,05/07/04 0,154 0,011 0,315 S3,15/12/04 0,523 0,167 0,020 S1,20/07/04 0,092 0,118 0,239 S3,05/01/05 0,281 0,311 0,061 S1,08/11/04 0,002 0,383 0,007 S3,20/01/05 0,234 0,330 0,008 S1,29/11/04 0,048 0,334 0,142 S4,05/07/04 0,061 0,301 0,112 S1,15/12/04 0,063 0,343 0,236 S4,20/07/04 0,017 0,364 0,136 S1,05/01/05 0,141 0,150 0,485 S4,05/08/04 0,002 0,442 0,261 S1,20/01/05 0,005 0,400 0,087 S4,20/08/04 0,001 0,444 0,391 S2,05/07/04 0,806 0,031 0,031 S4,06/09/04 0,006 0,350 0,028 S2,20/07/04 0,695 0,167 0,002 S4,21/09/04 0,000 0,180 0,055 S2,05/08/04 0,919 0,000 0,009 S4,08/10/04 0,210 0,067 0,217 S2,20/08/04 0,941 0,001 0,004 S4,25/10/04 0,070 0,122 0,002 S2,06/09/04 0,956 0,003 0,012 S4,08/11/04 0,111 0,001 0,251 S2,21/09/04 0,938 0,010 0,012 S4,29/11/04 0,323 0,201 0,033 S2,08/10/04 0,603 0,064 0,146 S4,15/12/04 0,551 0,249 0,067 S2,08/11/04 0,609 0,004 0,025 S4,05/01/05 0,423 0,324 0,053 S2,29/11/04 0,332 0,045 0,194 S4,20/01/05 0,232 0,375 0,040 S2,15/12/04 0,445 0,151 0,000 S5,05/07/04 0,339 0,439 0,104 S2,05/01/05 0,043 0,114 0,001 S5,20/07/04 0,167 0,511 0,169 S2,20/01/05 0,206 0,297 0,037 S5,05/08/04 0,104 0,453 0,198 S3,05/07/04 0,102 0,554 0,179 S5,20/08/04 0,072 0,463 0,259 S3,20/07/04 0,223 0,423 0,083 S5,06/09/04 0,070 0,173 0,621 S3,05/08/04 0,005 0,477 0,154 S5,21/09/04 0,194 0,191 0,297 S3,20/08/04 0,016 0,545 0,285 S5,08/10/04 0,196 0,105 0,112 S3,06/09/04 0,045 0,559 0,033 S5,25/10/04 0,160 0,080 0,138 S3,21/09/04 0,089 0,439 0,294 S5,08/11/04 0,183 0,000 0,194 S3,08/10/04 0,141 0,085 0,070 S5,29/11/04 0,373 0,143 0,028 S3,25/10/04 0,192 0,052 0,054 S5,15/12/04 0,577 0,129 0,182 S3,08/11/04 0,252 0,126 0,007 S5,05/01/05 0,373 0,272 0,082 S3,29/11/04 0,156 0,111 0,179 S5,20/01/05 0,285 0,235 0,040 IV.5. Etude des paramètres Physico-chimiques : Il s’agit des paramètres facilement mesurables et utiles pour la détermination des l’états chimiques des polluants existants dans l’eau. Quatre paramètres ont été étudiés : La température (T°), le potentiel d’hydrogène (pH), la minéralisation et la conductivité électrique. IV.5.1. La Température : La température est un paramètre intéressant dans l’étude des eaux. En effet, elle joue un rôle important dans la solubilité des sels dessouts et dans l’activité chimique. Les mesures effectuées sur terrain à l’aide d’un thermomètre à mercure gradué de -10° à 100° C, on montré que la température des eaux varie entre 5.5°C et 25°C sur l’ensemble de la zone d’étude. Cette variation est fonction de la température de l’air et des saisons Tableau.7 et Fig (IV.10).Suivi, pendant l’été la température varie entre 19 et 25°C alors qu’en hiver elle chute jusqu’à 5°C. Tableau 7 : Valeurs de la température en (°C) au niveau de différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 23 23 25 25 23 Paramètres Moy 13.42 15.04 17.92 18.03 17.84 statistiques Min 6.5 5.5 7 7 10 Ecart type 6.41 7.66 6.49 6.41 4.79 Normes <25C° Appareillage thermomètre De mercure -10à +100° 27 Légende : 25 C) C) 0 23 Les points 21 de 19 prélèvement 17 15 S1 13 S2 Température en ( Température 11 S3 9 S4 7 S5 5 4 4 5 5 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 00 00 /2 /2 /2 /2 2 2 2 2 /2 /2 2 2 2 2 2 7 7 8 8 8/ 9/ 9/ 0/ 0 1 1/ 2/ 2/ /0 /0 /0 /0 0 0 1 /1 /1 /1 1 1 9 2 6 0 3/ 7/ 1/ 5 8 2 6/ 0/ 3/01/ 7/01/ 05/0 1 0 1 3 1 2 1 2 0 2 0 2 0 1 Les dates de prélèvement Fig (IV.10) : Evolution de la température au niveau de différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.5.2. Potentiel d’Hydrogène (pH) : Le pH de l’eau est définit par la concentration des ions (H +) contenues dans la solution. Par = 1 définition, le pH est le log décimal de l’inverse de cette concentration totale : pH Log + . H Ce paramètre qui détermine l’acidité ou l’alcalinité d’une eau naturelle est lié aux terrains traversés. Le pH de tous les points d’eau est conforme aux normes de potabilité Tableau 8. Le pH varie entre 7.1 et 8.0. Par contre au niveau de la station (S2) au niveau de Oued Hbaba, les valeurs ont un interval de variation plus grand (6.9 à 8.0), suite aux rejets urbains des agglomérations limitrophes. fig (IV.11). Tableau 8: Variation du pH (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 7.6 7.7 7.9 7.9 7.8 Paramètres Moy 7.37 7.41 7.65 7.64 7.55 statistiques Min 7.1 6.9 7.3 7.2 7.3 Ecart type 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 Normes 6.5 8 Légende : Les points de prélèvement 7 S1 S2 Les valeurs de PH S3 S4 S5 6 4 04 4 4 4 4 5 5 2004 20 2004 7/ 8/200 9/ 9/200 0/ 1/200 1/200 1/200 /08/2004 /0 /10/200 /1 /12/2004 /0 /01/200 05/07/200419/0 02/0 16 30/08/200413/0 27 11 25/1 08/1 22 06 20/12/200403 17 Les dates de prélèvement Fig (IV.11) : Evolution des valeurs du pH au niveau de différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.5.3.La Conductivité Electrique : Elle traduit la propriété qu’a l’eau de laisser passer le courant électrique. La conductivité augmente avec la concentration des ions en solution, elle permet donc une estimation de la minéralisation des eaux. La mesure de ce paramètre a été faite pour l’ensemble des points de prélèvement à l’aide d’un conductimètre et les valeurs mesurées ont été corrigées par rapport à une température standard de 20°C. Les valeurs de ce paramètre montrent que tous les points d’eaux pendent notre compagne restent inférieures à la norme recommandée pour les eaux destinées à alimentation en eau potable ou pour les eaux d’irrigation. Les faibles valeurs ont été enregistrées pendant la période des hautes eaux, suite aux apports pluvieux qui diluent les concentrations, par contre à la période des basses eaux, les conductivités atteintes des valeurs extrêmes, pour la station S2, elle draine les terrains fortement salés liés au Trias .tableau 9 et fig (IV.12). Tableau 9: Variation de la conductivité en µS/cm pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 685.41 1215 622.37 621.32 617.85 Paramètres Moy 589.91 1005.49 546.32 551.29 550.48 statistiques Min 475.28 654.72 455 460 459.75 Ecart type 76.35 188.55 57.99 59.84 61.73 Normes <1500 µS/cm à 20 0c Appareillage conductivimètre 1400 Légende : 1200 Les points µs/cm) de 1000 prélèvement 800 S1 S2 Conductivité ( S3 600 S4 S5 400 04 4 04 4 4 5 2004 20 2004 20 2004 7/ 8/ 9/ 0/ 2/ 2/200 /07/2004/0 /0 /08/2004/09/2004/0 /1 /11/2004/11/2004/1 1 /01/2005 05 19 02 16/08/20030 13 27 11 25/10/20008 22 06 20/ 03/01/20017 Les dates de prélèvement Fig (IV.12) : Evolution de la conductivité en µS/cm au niveau de différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.6.Les éléments chimiques : IV.6.1.Les éléments majeurs : IV.6.1.1.Les cations : IV.6.1.1.1.Le calcium (Ca ++ ) : Il résulte de la dissolution des carbonates en présence du gaz carbonique dans l’eau. Selon le processus suivant : CO 2 + H 2O + CaCO 3 1/2 Ca 2 + 2HCO 3 Le calcium peut provenir également de la dissolution du gypse ( CaSO 4)2 (H 2O). Les résultats obtenus des tous les prélèvements sur les cinq stations sont présentés sur le tableau 10. Tableau 10: Variation des teneurs de calcium en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 96.19 147.7 72.14 70.54 72.14 Paramètres Moy 80.70 143.04 65.61 64.64 65.68 statistiques Min 68.13 96.19 60.12 58.3 58.76 Ecart type 8.64 25.96 4.10 4.11 16.50 NORME DE POTABILITE OMS 200mg/l Ce tableau montre que tous les échantillons présentent des concentrations inférieures aux normes de potabilité des eaux, alors que leurs évolutions dans le temps montre une concentration en période des basses eaux suivi par un phénomène de dilution en période de hautes eaux, fig (IV.13). Ce phénomène est beaucoup plus visible au niveau de la station S2, drainent les facteurs salés du Trias. On remarque en général que l’évolution du débit se fait d’une manière inverse avec les teneurs au niveau de la station S2 car la station de jaugeage des débits se trouve juste à l’aval de cette dernière. Légende : Les points de prélèvement 250 3500 S1 3000 200 S2 2500 150 2000 S3 Q (L/S) 100 1500 S4 1000 50 S5 500 Teneur en calcium (mg/l) calcium en Teneur 0 0 Q(L/ S) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 0 0 0 0 0 0 0 004 0 0 0 0 004 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 7/ 8/ 8/ 9/ 0/ 1/ 1/ 2/ 1/ /0 /0 /0 /0 /1 /1 /1 /1 /0 9 2 7 8 2 6 7 05/07/2001 0 16 30/08/200413/09/20042 11 25/10/2000 2 0 20/12/20003/01/20051 Les dates des prélevements Fig (IV.13) : Evolution des teneurs du calcium aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.6.1.1.2.Le magnésium (Mg ++ ) : La mise en solution de cet ion dans l’eau prend beaucoup de temps, il provient de la dissolution des roches magnésiennes et dolomitiques, il provient aussi des formations métamorphiques tel que les micaschistes. Le processus de dissolution se fait selon la formule suivante : ++ - - Magnésite : MgCO3 Mg + CO 3 ++ ++ - - Dolomite: Ca Mg (CO 3)2 Ca + Mg +2CO 3 Les concentrations observées au niveau des différents points de prélèvement sont présentées dans le tableau 11. Tableau 11: Variation des teneurs du magnésium en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 77.31 137.3 59.28 55.64 54.34 Paramètres Moy 63.98 110.91 48.98 102.57 63.98 statistiques Min 51.33 64.99 43 42.68 42.3 Ecart type 8.12 24.50 4.57 4.50 4.16 NORME DE POTABILITE OMS 150mg/l L’évolution des teneures de magnésium est identique à celle du calcium. Les teneurs les plus élevées sont observées au niveau de la station 02, mais elles restent toujours sous la norme de potabilité. Cette différence est due à la présence des formation dolomitiques de la station 2 Fig(IV.14). On remarque en général que l’évolution du débit se fait d’une manière inverse avec les teneurs au niveau de la station S2 car la station de jaugeage des débits se trouve juste à l’aval de cette dernière. Légende : Les points de prélèvemen t 200 3500 S1 3000 S2 150 2500 S3 2000 100 S4 1500 Q (L/S) S5 50 1000 Q(L/S) 500 0 0 4 4 4 4 4 4 5 Teneur Teneur en magnésium (mg/l) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 004 0 0 /2 2 /2 2 2 7 8/2 9/2004 9 0/2 1/2004 2/2 1/2005 /0 /08/2004/0 /08/ 0 /0 /1 1 /12/ 1 /01/ 0 9 2 6 0 7 5 6 3 05/07/20041 0 1 3 13/ 2 11/10/20042 08/11/200422/ 0 20/ 0 17/ Les dates des prélevements Fig (IV.14) : Evolution des teneurs du magnésium au différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.6.1.1.3.Le sodium (Na +) : Le sodium provient du lessivage des formations riches en NaCl, des formations argileuses, argilo-marneuses et des rejets des eaux usées d’origine domestique. Pour les eaux de bonne qualité chimique, la teneur en sodium doit être inférieure à 100 mg/l , l’existence de cet élément dans la région est liée à la dissolution des formations triasiques à l’amont qui peuvent contenir des évaporites.Tableau.12. Tableau 12: Variation des teneurs de sodium en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 45.7 59.9 36.2 49.2 48.8 Paramètres Moy 39.76 52.29 30.60 42.38 20.82 statistiques Min 36.4 40.8 28.4 28.6 1.99 Ecart type 2.91 7.16 2.08 8.19 18.68 NORME DE POTABILITE OMS 100mg/l L’analyse de la fig (IV.15) montre que les teneurs en sodium présentent des valeurs inférieures aux normes de potabilité. Les teneurs sont presque constantes sauf pour la station 5 où on a une légère augmentation pendant la période des hautes eaux, les valeurs deviennent plus fortes à partir du septième prélèvement, traduisant un apport pendant la période de crue. Ce ci peut être dû à des lâchés par des station de traitement. Profitant des forts débits pour dissimuler leurs rejets trop chargés. On remarque en général que l’évolution du débit se fait d’une manière inverse avec les teneurs au niveau de la station S2 car la station de jaugeage des débits se trouve juste à l’aval de cette dernière. Légende : Les points de prélèvemen t 70 3500 S1 60 3000 S2 50 2500 40 2000 Q (L/S) S3 30 1500 S4 20 1000 S5 10 500 0 0 Q(L/S) teneurs en sodium mg/l sodium teneursen 04 4 4 04 4 04 5 00 20 20 2 /2004 20 7/ 8/200 9/ 0/ 2/ 1/200 /0 /0 /0 /1 /11 /1 /0 05/07/200419 02/08/200416 30/08/20013 27/09/200411 25/10/200408 22/11/200406 20/12/200403 17/01/2005 Date des prélèvement Fig (IV.15) : Evolution des teneurs de sodium aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.6.1.1.4.Le potassium (K +) : Le potassium provient de l’altération des formations silicatées (gneiss, schiste), des argiles potassiques et de la dissolution des engrais chimiques (NPK). Ce minéral est caractérisé par son alcalinité et sa radioactivité. Tableau 13. Tableau 13: Variation de la teneur du potassium en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 11.6 11.98 10.73 11.6 10.44 Paramètres Moy 10.24 10.38 9.47 8.98 5.95 statistiques Min 8.54 9.32 8.33 5.98 4.03 Ecart type 1.02 0.69 0.62 1.82 1.97 NORME DE POTABILITE OMS 12mg/l Les concentrations observées au niveau des tous les points de prélèvement montrent des teneurs inférieures aux normes, mais nous constatons que les valeurs sont relativement proches, sauf au niveau de la station de traitement qui présente des valeurs moins élevées, probablement à cause de traitement que les eaux ont subi. On remarque en général que l’évolution du débit se fait d’une manière inverse avec les teneurs au niveau de la station S2 car la station de jaugeage des débits se trouve juste à l’aval de cette dernière. Légende : Les points de prélèvemen t 14 3500 12 3000 S1 10 2500 S2 8 2000 S3 6 1500 Q (L/S) S4 4 1000 S5 2 500 Q(L/S) 0 0 teneur en potassium teneur mg/l 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 04 05 05 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 07 07 08 08 08 09 09 10 10 11 11 12 12 01 01 5/ 9/ 2/ 6/ 0/ 3/ 7/ 1/ 5/ 8/ 2/ 6/ 0/ 3/ 7/ 0 1 0 1 3 1 2 1 2 0 2 0 2 0 1 date des prélèvement Fig (IV.16) : Evolution de la teneurs du potassium aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.6.1.2.Les anions : IV.6.1.2.1.Les chlorures (Cl -) : La teneur en chlorure augmente généralement avec le degré de minéralisation d’une eau. Généralement les chlorures rencontrés dans les eaux proviennent essentiellement de la dissolution des sels naturels par le lessivage des terrains salés, de l’utilisation des engrais et les rejets des eaux d’origine industrielle et domestique. Tableau14. Tableau 14: Variation de la teneur des chlorures en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 56.8 88.75 49.7 64.5 39.05 Paramètres Moy 41.92 65.44 30.87 34.19 29.83 statistiques Min 28.4 53.25 17.75 17.75 16.39 Ecart type 9.56 11.18 9.83 13.70 8.44 NORME DE POTABILITE OMS 350mg/l Les résultats d’analyse montrent que toutes les teneurs sont très inférieures à la norme de l’OMS. Dans la majorité des cas les valeurs sont inférieures à 100mg/l, Fig (IV.17). On assiste à une concentration pendant la période de basses eaux et une dilution pendant la période des hautes eaux. On remarque également ici que la station S2 se démarque des restes des stations. On remarque en général que l’évolution du débit se fait d’une manière inverse avec les teneurs au niveau de la station S2 car la station de jaugeage des débits se trouve juste à l’aval de cette dernière. Légende : Les points de prélèvemen t 100 3500 S1 3000 80 S2 2500 S3 60 2000 Q (L/S) S4 40 1500 1000 S5 20 500 Q(L/S) 0 teneur en chlorures mg/l chlorures teneuren 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 7 7 8 8 8 9 9 0 0 1 1 2 2 1 1 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /0 /0 5 9 2 6 0 3 7 1 5 8 2 6 0 3 7 0 1 0 1 3 1 2 1 2 0 2 0 2 0 1 date des prélèvements Fig (IV.17) : Evolution des teneurs des chlorures aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) -- IV.6.1.2.2.Les sulfates (SO 4 ) : Les sulfates sont toujours présents dans les eaux naturelles en proportion très variable. L’eau de pluie peut en fournir des quantités importantes par oxydation dans l’atmosphère de l’anhydrite sulfureuse lors de la combustion du charbon et du pétrole, ou par le lessivage des terrains argileux et marneux. Les concentrations observées sont indiquées dans le tableau 15. Tableau 15: Variation de la teneur des sulfates en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 175 239 182 193 184 Paramètres Moy 167.1 221.91 166.23 170.61 159.01 statistiques Min 162 187 142 147 141 Ecart type 4.72 15.53 11.35 15.98 14.02 NORME DE POTABILITE OMS 250mg/l Les concentrations observées montrent des teneurs inférieures aux normes de l’OMS, alors que les valeurs des teneurs au niveau de la station S2 montre des valeurs supérieures à celles des stations avales suite a des phénomènes de dilutions. Fig (IV.18). On remarque en général que l’évolution du débit se fait d’une manière inverse avec les teneurs au niveau de la station S2 car la station de jaugeage des débits se trouve juste à l’aval de cette dernière. Légende : Les points 300 3500 de prélèvemen t S1 250 3000 S2 200 2500 2000 S3 150 S4 1500 Q (L/S) 100 1000 S5 50 500 Q(L/S) teneur en sulfatesmg/l teneuren 0 0 4 4 4 4 4 4 5 05 004 004 2 2 20 07/20007/200 8/20009/20009/2004 1/20011/20012/2004 1/200 / / 2/08/2004 / / / / 05 19 0 16/08/ 30/0 13 27 11/10/200425/10/ 08/1 22 06 20/12/200403/01/ 17/0 date des prélèvements Fig (IV.18) : Evolution des teneurs des sulfates aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) - IV.6.1.2.3.Les bicarbonates (HCO 3 ) : Les bicarbonates résultent de l’équilibre physico-chimique entre la roche, l’eau et le gaz carbonique (CO 2), selon l’équation générale : ++ - (XCO 3) roche + H 2O + CO 2 X + 2HCO 3 - La concentration des eaux en HCO 3 est fonction de la lithologie des terrains traversés (calcaire, dolomite), du pH de l’eau, de la tension de CO 2 et de la température de l’eau. Les concentrations observées sont indiquées dans le tableau 16. Les plus grandes valeurs sont enregistrées au niveau de la station S2 (494mg/l). En période de basses eaux, ces valeurs sont plus fortes et deviennent de plus en plus faibles lorsqu’on se rapproche de la cuvette, suite à une dilution, FIg (IV.19). Tableau 16: Variation de la teneurs des bicarbonates en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 376.6 494.1 257.9 257.4 298.9 Paramètres Moy 313.81 388.38 235.98 236.46 240.24 statistiques Min 231.84 283.04 197.64 195.2 199.1 Ecart type 60.21 58.76 19.72 18.33 26.09 On remarque que la station S2 se démarque toujours du reste des stations. On remarque en général que l’évolution du débit se fait d’une manière inverse avec les teneurs au niveau de la station S2 car la station de jaugeage des débits se trouve juste à l’aval de cette dernière. Légende : Les points de prélèvemen t 600 3500 S1 500 3000 S2 2500 S3 400 2000 S4 300 Q (L/S) 1500 S5 200 Q(L/S) 1000 100 500 teneur en bicarbonates mg/l bicarbonates teneuren 0 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 7 7 8 8 8 9 9 0 0 1 1 2 2 1 1 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /1 /1 /1 /1 /1 /1 /0 /0 05 19 02 16 30 13 27 11 25 08 22 06 20 03 17 date des prélèvement Fig (IV.19) : Evolution de la teneur des bicarbonates aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) Cycle de l’azote : On trouve l’azote à l’état naturel dans l’air, l’eau et le sol. L’élément azote est un élément indispensable à tous les organismes vivants, il est constamment recyclé dans l’environnement grâce à divers processus : fixation, assimilation, ammonisation, nitrification, dénitrification...etc., c’est un cycle qui transforme chimiquement l’azote en nitrate, nitrite, ammoniac ou en substance organique. Les effets sur l’environnement varient selon ses formes, dont la présence dans le fumier dépend d’un certain nombre de conditions : nature et durée de l’entreposage, nature des épandage, température,...etc. Tous ces processus de transformation sont simplifiés dans la fig (IV.21), fig (IV.22). - IV.6.1.2.4.Les nitrates (NO 3 ) : Les nitrates sont des ions naturels présents partout dans l’environnement. Ils sont le produit de l’oxydation de l’azote (qui représente 78% de l’atmosphère) par les microorganismes dans les plantes. Le nitrate est la forme oxydée de l’azote qui est la plus stable, mais il peut être réduit en nitrite, modérément réactif, par action microbienne. Le nitrate étant un sel très soluble dans l’eau, très mobile dans le sol ; pénètre dans la nappe phréatique lorsque sa quantité dépasse ce que les plantes peuvent utiliser. Les résultats des analyses des nitrates sont mentionnés au tableau 17. Tableau 17: Variation de la teneur des nitrates en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 0.8 0.7 0.8 0.8 0.6 Paramètres Moy 0.51 0.41 0.55 0.43 0.37 statistiques Min 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 Ecart type 0.18 0.21 0.2 0.18 0.15 NORME DE POTABILITE OMS 50mg/l Les plus fortes concentrations sont enregistrées au niveau des stations S3, S4. En période des hautes eaux, ces concentrations deviennent plus fortes lorsqu’on se rapproche de la cuvette, suite à une concentration le long de l’écoulement. L’évolution de ces teneurs est représentée dans la fig (IV.20). Contrairement aux éléments précédents la réunion d’une grande masse d’eau véhicule une - quantité plus importante en éléments azotes (NO 3 ). Légende : 0,9 3500 S1 0,8 3000 0,7 S2 2500 0,6 S3 0,5 2000 S4 Q (L/S) 0,4 1500 S5 0,3 1000 Q(L/S) 0,2 500 teneur en nitratesmg/l en teneur 0,1 Les points 0 0 de prélèvemen t 4 4 4 4 4 4 4 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2004 2004 /2004 2004 2005 7/2 7/ 8/2 9/ 0/2 1/2 1/ 1/2 1/ /0 /08/2 /0 /10/2 /1 /12/2 /0 5 6 0 1 5 8/1 0 3 0 19/0 02/08/20041 3 13/0 27/09 1 2 0 22/1 06/12/20042 0 17/0 date des prélèvement Fig (IV.20) : Evolution de la teneur des nitrates aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) Bactéries Azote moléculaire N 2 Nitrates - Fixation NO 3 Dénitrification Réduction par (Bactérie) les bactéries anaérobies Dénitrification (Bactérie) Oxydation par les Nitrification par les bactéries (Nitration) bactéries (Nitration) Azote ammoniacal Nitrates + + - NH NH NO 3 3 4 Putréfaction des plants Nitrification par Les bactéries (Nitrification) Putréfaction des plantes Décompo. Mat. Org. Et par micro-orega Azote organique Protéines Protéines Animales Végétales Réduction Oxydation Fig (IV.21) : Cycle de l’azote Fertilisants Fertilisants organiques inorganiques Incorporation des résidus Nitrates Ammoniac N2 , N 2O + NH 4 Nitrification Prélèvement N- Litière N- Plantes Azote N- Fèces Dénitrification N- Humus Nitrate - NO 3 Lessivage Fig (IV.22) : Cycle des nitrates IV.6.2.Les éléments métalliques en trace : IV.6.2.1.Le plomb (Pb ++ ) : Constituant naturel de l’écorce terrestre, aux taux moyen de quelque 16mg/Kg, le plomb se trouve dans de nombreux minéraux, dont le plus important est la galène (sulfure de plomb). Dans l’environnement, il existe essentiellement sous forme minérale, mais de petites quantités de plomb organique proviennent en outre des additifs de l’essence. La teneur naturelle en plombs des lacs et des cours d’eaux est évaluée entre 1 et 50 g/l. Le plomb perturbe la vie humaine et la vie aquatique par effet cumulatif et pour éviter les problèmes : l’O.M.S exige une limite de 0.1mg/l pour la vie aquatique et de 5 à 50 g/l pour les eaux de consommation. Selon les méthodes utilisées, les concentrations rencontrées pendant la période du suivi sont données dans le tableau 18. Tableau 18: Variation de la teneur du plomb en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 0.524 0.742 0.659 0.652 0.896 Paramètres Moy 0.222 0.352 0.328 0.298 0.358 statistiques Min 0.081 0.096 0.093 0.076 0.082 Ecart type 0.207 0.230 0.237 0.240 0.297 NORME DE POTABILITE OMS 0.05mg/l Les teneurs les plus élevées sont observées au niveau de la station (S5) station de traitement avec une valeur maximale égale à 0.896 mg/l soit 18 fois supérieure à la norme de potabilité de l’O.M.S. Ces concentrations sont sûrement dues à une accumulation par concentration le long de son parcourt dans le bassin versant. La prise d’eau au niveau du barrage est généralement située en profondeur là où l’on a une concentration par précipitation de plomb par gravité à cause de son poids atomique qui est relativement lourd. Les plus fortes valeurs sont observées pondant la période de basses eaux, par contre, en période de hautes eaux, on enregistre une dilution qui fait chuter les teneurs en plomb au niveau des cinq stations, suite à des phénomènes de dilution et de concentration. fig (IV.23) Légende : Les points 1 3500 de prélèvemen t 0,9 3000 0,8 0,7 2500 S1 0,6 2000 S2 0,5 0,4 1500 S3 Q (L/S) 0,3 1000 S4 0,2 S5 teneur en plomb mg/l plomb en teneur 500 0,1 Q(L/S) 0 0 4 4 4 4 4 4 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 /2 2 2 8/2004 8/2 9/2004 0 0/200 2/2 1/2005 /07/ 0 /0 0 /1 1 /11/2004/11/ /1 /01/ 0 9 0 1 2 6 3 05/07/20041 02/ 16/08/20043 13/ 27/09/20041 25/ 08 2 0 20/12/20040 17/ date des prélèvement Fig (IV.23) : Evolution des teneurs du plomb au différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.6.2.2.Le fer total (Fe ++ et Fe +++ ) : Par ordre d’abondance, le fer est le quatrième élément en poids de l’écorce terrestre. Dans l’eau il apparaît essentiellement dans les états bivalents et trivalents (ferreux et ferriques). Dans les eaux de surface, le fer est généralement présent à l’état ferrique (Fe 3+ ), dans les eaux bien aérées, la concentration est rarement forte mais, quand les conditions nécessaires pour une réduction sont réunies, comme le cas dans les eaux des lacs et des retenues, et en l’absence de sulfures et de » carbonates, la concentration du métal ferreux soluble peut être élevée. La présence du fer dans les eaux naturelles peut être attribuée à la dissolution de roches et des minéraux, aux drainages des mines acides. Dans l’eau de boisson, on rencontre moins de 0.3mg/l, la présence du fer dans l’eau de boisson est gênante pour nombre de raisons non liées à la santé, mais au pH. Les sels ferreux sont instables et précipitent sous forme d’hydroxyde ferrique insoluble qui forme un limon de couleur rouille, souvent désagréable au goût. Les concentrations de cet élément observées pendant les différents points et dans les différentes périodes sont données dans le tableau 19. Tableau 19: Variation de la teneur du fer total en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 0.243 0.36 0.38 0.289 0.295 Paramètres Moy 0.196 0.226 0.252 0.228 0.221 statistiques Min 0.139 0.185 0.175 0.146 0.101 Ecart type 0.035 0.054 0.068 0.056 0.068 NORME DE POTABILITE OMS 0.3mg/l La moyenne des concentrations du fer (total) des eaux du bassin versant montrent des teneurs proches aux teneurs admissibles. Les concentrations les plus élevées ont été observées au niveau de la station 5 au période des basses eaux suite à une concentration de cet élément. En période des hautes eaux les concentrations sont relativement faibles suite à une dilution. L’évolution de ces teneurs est représentée par la fig (IV.24). Légende : 0,4 3500 Les points 0,35 3000 de prélèvemen t 0,3 2500 S1 0,25 S2 2000 S3 0,2 S4 1500 Q (L/S) 0,15 S5 1000 0,1 Q(L/S) 500 teneur en fer total mg/l fer teneurentotal 0,05 0 0 4 4 04 4 4 4 00 /2004 20 2 9/200 9/ 2/200 2/ /07 /0 /0 /10/2004 /1 /1 /01/2005 05 19/07/200402/08/200416/08/200430/08/20013 27 11 25/10/200408/11/20022/11/200406 20 03 17/01/2005 date des prélèvements Fig (IV.24) : Evolution de la teneur du fer total aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.6.2.3.Le strontium (Sr ++ ) : a : Evolution de la teneur de strontium : Le strontium est un métal alcalino-terreux. Dans la nature, on le trouve sous forme de strontianite SrCO 3 et de célestite SrSO 4. La célestite accompagne généralement les formations évaporitiques et se dissout selon la relation suivante : ++ - - SrSO 4 Sr + SO 4 Les teneurs de strontium analysés obtenus sont résumés dans le tableau 20. Tableau 20: Variation de la teneur du strontium en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 0.3345 0.435 0.39 0.27 0.216 Paramètres Moy 0.217 0.258 0.203 0.175 0.164 statistiques Min 0.132 0.146 0.075 0.111 0.091 Ecart type 0.063 0.087 0.099 0.056 0.067 Dans les eaux de Oued Hbaba(S2) et Oued KHmakheme (S1), à l’amant les concentrations sont plus élevées que celles des autres stations à l’aval à cause du phénomène de dilution. A l’échelle du teneurs, pendant les basses eaux, les teneurs sont très élevées contrairement en période des hautes eaux où on ascite une dilution qui fait chuter les teneurs fig (IV.25). Légende : Les points 0,5 3500 de prélèvemen t 0,45 3000 S1 0,4 0,35 2500 S2 0,3 2000 0,25 S3 1500 0,2 S4 0,15 1000 Q (L/S) S5 0,1 500 0,05 Q(L/S) 0 0 teneur en srontiumteneur mg/l 04 04 004 004 0 004 004 0 /2004 /2 /2 /2 /2004 /2 /2 /2 /2005 07 /08 /08 09 09 /11 /12 12 01 05/ 19/07/200402/08/200416 30 13/ 27/ 11/10/200425/10/200408/11/200422 06 20/ 03/ 17/01/2005 date des prélèvement Fig (IV.25) : Evolution de la teneur du strontium aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) b : Origine de la salinité : Le calcul du rapport Sr 2+ /Ca 2+ (méq/l) permet de donner une idée sur l’origine de la salinité. Ainsi, si ce rapport > à 3 ‰ l’origine es évaporitique par contre si ce rapport est < à 3 ‰ l’origine n’est pas évaporitique. L’examen du tableau (21) permet de remarquer que l’origine de la salinité dans notre cas n’est pas liée aux évaporites malgré la présence des faibles affleurements du Trias dans la partie Ouest du terrain. 2+ 2+ Tableau 21: récapitule les valeurs de rapport de Sr /Ca pour touts les échantillons N° Rapport Seuil de L’origine de N° Rapport Seuil de 3 L’origine de la éch (Sr ++ /Ca ++ ) en 3 ‰ la salinité éch (Sr ++ /Ca ++ ) ‰ salinité méq/l(‰) en méq/l 1 1,09481 < Non évaporitique 30 0,56554 < Non évaporitique 2 1,69574 < Non évaporitique 31 1,49719 < Non évaporitique 3 0,76394 < Non évaporitique 32 0,99824 < // 4 0,95654 < Non évaporitique 33 1,32901 < // 5 1,26084 < // 34 1,66334 < // 6 1,52672 < // 35 2,05832 < // 7 1,14591 < // 36 1,91939 < // 8 0,63677 < // 37 1,27959 < // 9 1,06496 < // 38 1,13411 < // 10 1,12581 < // 39 0,96399 < // 11 0,97383 < // 40 0,76552 < // 12 0,68689 < // 41 0,76112 < // 13 0,74111 < // 42 1,63148 < // 14 0,53295 < // 43 0,78864 < // 15 0,05448 < // 44 0,77979 < // 16 1,35728 < // 45 0,88903 < // 17 0,74853 < // 46 1,36147 < // 18 0,93575 < // 47 1,7616 < // 19 0,56789 < // 48 1,78518 < // 20 1,41643 < // 49 1,468 < // 21 1,33067 < // 50 0,55448 < // 22 2,95664 < // 51 0,56705 < // 23 2,49532 < // 52 0,70882 < // 24 0,95969 < // 53 0,6735 < // 25 1,1744 < // 54 0,81227 < // 26 1,16077 < // 55 1,65837 < // 27 0,6094 < // 56 0,86522 < // 28 0,80399 < // 57 1,2948 < // 29 2,15221 < // 58 0,96828 < // IV.6.2.4.Le mercure (Hg ++ ) : Le mercure est présent à l’état naturel dans la biosphère, il est produit par les émanations volcaniques et par la dissolution des minéraux dans l’eau. Il provient aussi de la production du mercure lui même par l’exploitation du cinabre (sulfure de mercure HgS ). Le cinabre cristallise dans le système est rhomboédrique et son clivage prismatique est (001), sa dureté est de 2,5 et sa densité relative de 8. Si le mercure sous sa forme minérale est relativement stable et peu actif, les formes organiques de ce métal représentent un véritable danger, lorsqu’il est présent dans les cours d’eau, le mercure se dépose dans les sédiments où il se transforme en méthil-mercure (HgCH 3) très toxique. La température de fusion du mercure est de -39°C, il bout à 356,9°C, et il est liquide à la température ordinaire. Ce métal est très toxique à l’état de vapeur, 0,5 à 1 g de vapeur peu être mortel. Selon les méthodes utilisées, les concentrations du mercure observées pondant la compagne de prélèvement sont rapportées sur le tableau 22. Tableau 22: Variation de la teneur du mercure en mg/l sur les 05 stations pendant la période de (Juillet 2004-Janvier2005) Paramètres Eau de surface S1 S2 S3 S4 S5 Max 0.087 0.09 0.038 0.042 0.063 Paramètres Moy 0.030 0.031 0.013 0.017 0.035 statistiques Min 0.002 0.006 0.001 0.001 0.022 Ecart type 0.036 0.021 0.014 0.013 0.015 NORME DE POTABILITE OMS 0.001mg/l Les concentrations observées dans les eaux du surface de bassin versant de Zerdazas et celles de la cuvette du barrage sont souvent supérieures à la norme admissible pour la consommation (>0.001mg/l) établi par O.M.S. Les valeurs maximales enregistrées au niveau de la station S2 et S1 (0.09 et 0.089 mg/l), sont 90 fois supérieures à la norme, ce qui suppose l’origine naturelle de cet élément. Les teneurs atteignent des valeurs max en période de bases eaux, par contre, en période de hautes eaux, on enregistre une dilution qui fait chuter les teneurs au niveau des cinq stations. fig(IV.26) . Les concentrations en mercure au niveau de la station de traitement S5 dont les eaux sont utilisées par l’AEP sont souvent supérieures à celle des autres stations. On remarque que ces valeurs restent presque toujours constant au cours de temps (0.02 à 0.06mg/l). Cette concentration est dûe à la profondeur de la prise d’eau (25m) où le mercure précipite au niveau des zones où la pression est importante et dans un milieu obscure. Légende : 0,1 3500 Les points 0,09 3000 de prélèvemen t 0,08 S1 2500 0,07 S2 0,06 2000 S3 0,05 1500 S4 0,04 Q (L/S) S5 0,03 1000 0,02 Q(L/S) teneur en mercureteneuren mg/l 500 0,01 0 0 04 04 04 04 04 04 05 05 004 004 004 004 004 /20 /20 /2 /2 /2 2 2 /20 /20 07 07 08 08 11/20 11/20 12/20 12/20 01 01 2/ 6/08 0/ 3/09/ 7/09/ 05/ 19/ 0 1 3 1 2 11/10/200425/10/200408/ 22/ 06/ 20/ 03/ 17/ dates des prélèvements Fig (IV.26) : Evolution de la teneur du mercure aux différents points de prélèvement (Juillet 2004-Janvier2005) IV.7. Aptitude des eaux à l’irrigation: Etant donné que la région est à vocation agricole, la majeure partie de la zone du bassin est occupée par les cultures maraîchères, de ce fait une étude chimique détaillée des eaux pour l’irrigation s’avère nécessaire pour mettre en évidence le danger que présentent certains éléments chimiques pour les plantes et le sol. Les normes de qualité de l’eau destinée à l’irrigation tiennent compte des caractères chimiques de l’eau, en particulier sa salinité,de la nature des cations mais également de la nature des cultures, du type de sol, du climat, de la méthode d’irrigation et les propriétés du drainage du sol. IV.7.1. Risque de sodicité et de salinité : Diagramme du SAR : Le danger que représentent les concentrations élevées en éléments chimiques tel que le Sodium (Na ++ ), implique une étude de l’évolution de la minéralisation de l’eau pour l’irrigation. Le principe consiste à une représentation graphique qui met en évidence les valeurs de la conductivité en fonction du S.A.R. Le SAR est définie comme étant une mesure de pouvoir de remplacement des ions Ca ++ et Mg ++ par la Sodium (Na +) dans les argiles et les colloïdes. En effet, pour un SAR donné, la vitesse d’infiltration augmente au fur et à mesure que la salinité de l’eau augmente, il peu être estimé par la relation de RICHARD (1954) : Na S.A.R = ()Ca + Mg 2 Où : Na : la concentration de Na + en méq/l ; Ca : la concentration de Ca ++ en méq/l ; Mg : la concentration de Mg ++ en méq/l ; Les valeurs sont portées sur le tableau 23. La combinaison du SAR et de la conductivité électrique de l’eau permet de faire une classification de l’eau destinée à l’irrigation. Après avoir reporté des différents valeurs sur le graphe Fig(IV.27) ; nous remarquons que les eaux du bassin versant de Zerdazas présentent en général un degré de salinité faible( C 2 et C 3). Les eaux d’oued Hbaba (S2), présente des valeurs élevées par rapport aux autres points avec des valeurs qui dépassent les 750 µ S/Cm, mais à l’aval du bassin, les conductivités deviennent de plus en plus faibles avec un degré d’alcalinisation faible(S1). Tableau 23 : Calcul du S.A.R : N° Na ++ Ca ++ Mg ++ SAR CND N° Na ++ Ca ++ Mg ++ SAR CND éch méq/l méq/l méq/l µ S/cm éch méq/l méq/l méq/l µ S/cm 01 1,669 4,293 5,531 0,753 642,53 30 1,255 3,006 3,583 0,691 455 02 1,669 4,128 5,363 0,726 544,04 31 1,33 3,206 3,96 0,702 480,81 03 1,582 3,927 4,962 0,797 685,41 32 1,417 3,406 4,26 0,723 536,052 04 1,986 4,809 6,442 0,837 654,72 33 2,013 3,085 3,625 1,099 520,13 05 1,764 3,807 4,879 0,846 530 34 2,047 3,006 3,556 1,130 507,458 06 1,73 3,406 4,277 0,882 475,281 35 2,004 2,915 3,688 1,102 597,35 07 1,686 3,927 5,03 0,796 597,432 36 2,047 3,126 3,76 1,103 597,35 08 2,186 6,69 8,975 0,781 905,17 37 2,078 3,126 3,76 1,119 588 09 2,313 6,573 8,071 0,854 816,06 38 2,078 3,527 4,411 1,043 601,45 10 2,508 7,106 9,358 0,874 1167,13 39 2,052 3,527 4,395 1,031 577,61 11 2,6 8,215 10,65 0,846 1183,672 40 2,139 3,527 4,636 1,058 621,324 12 2,6 8,735 11,441 0,818 1215 41 1,573 3,416 4,528 0,789 618,915 13 2,578 8,096 10,46 0,846 1171,52 42 1,317 3,126 3,84 0,705 460,35 14 2,604 8,256 10,706 0,845 998,58 43 1,243 3,17 3,626 0,674 460 15 2,227 8,627 11,335 0,704 1198,956 44 1,243 3,206 3,926 0,658 480,81 16 2,113 7,294 9,307 0,733 1049,598 45 2,117 3,262 4,016 1,109 536,052 17 1,969 5,611 6,645 0,795 795 46 0,152 2,938 4,01 0,081 510,121 18 1,773 4,809 5,415 0,784 654,72 47 0,11 3,406 4,244 0,056 497,14 19 1,808 5,811 6,9525 0,715 910,47 48 0,086 3,361 4,066 0,044 611,135 20 1,356 3,53 3,833 0,706 527,156 49 0,11 3,406 4,244 0,056 613,892 21 1,278 3,006 3,583 0,704 483,07 50 0,129 3,607 4,528 0,063 565 22 1,234 3,044 4,94 0,617 596,431 51 0,129 3,527 4,411 0,064 601,45 23 1,278 3,206 3,883 0,678 600,107 52 2,056 3,527 4,485 1,027 582,505 24 1,278 3,126 3,76 0,688 588 53 1,86 3,415 4,469 0,936 617,14 25 1,36 3,406 4,224 0,696 590,99 54 1,339 3,324 4,444 0,679 617,85 26 1,343 3,446 4,244 0,684 514,954 55 1,234 3,015 3,7 0,673 459,75 27 1,343 3,446 4,244 0,684 622,37 56 1,201 3,005 3,525 0,664 465 28 1,249 3,607 4,545 0,618 613,8 57 1,239 3,1665 3,691 0,669 479,91 29 1,573 3,206 3,96 0,831 493,419 58 2,121 2,995 3,85 1,146 535,35 Fig(IV.27) : Classification des eaux d’irrigation du barrage de Zerdezas selon la méthode de S. A .R D’après : Richard.1954 30 30 S4 Très élevé Très 28 C1-S4 26 C2-S4 24 S3 élevé 22 C3-S4 C1-S3 20 20 C4-S4 18 C2-S3 16 C5-S4 S2 Moyen C3-S3 14 C1-S2 12 C4-S3 Sodium Absorption Ratio : S. A.R : A.R S. Ratio Sodium Absorption C2-S2 10 10 C5-S3 C3-S2 8 C1-S1 C4-S2 6 S1 C5-S2 Faible C2-S1 4 C3-S1 2 C4-S1 C5-S1 0 100 250 750 1000 2250 5000 10000 Conductivité électrique en µ Moh/Cm C1 C2 C3 C4 Fa ible Moyenn Elevée Très élevée Fig(IV.28) : Classification des eaux d’irrigation du bassin versant de Zerdazas d’après la méthode de Wilcox 100 90 90 80 (3) + 70 70 (5) (4) 60 50 50 50 (1) 40 Pourcentage de Na 30 (2) 20 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Conductivité électrique en µS/cm (1) - Excellente (2) - Bonne (3) - Admissible (4) – Médiocre (5) - Mauvaise IV.7.2. Influence de la sodicité et de la salinité de l’eau sur la perméabilité du sol : IV.7.2.1. Classification de Wilcox : En milieu salé, la conduite de l’irrigation est fortement influencée par la perméabilité du sol. Dans un sol salé imprégné de Na Cl, la perméabilité reste bonne tant que la solution saline percolant présente une charge élevée en électrolytes. Cette charge maintient les argiles floculées. Maintenant, si l’eau d’irrigation est chargée en sodium, le nombre d’ions Na+ combiné avec le sol, augmente, cependant une quantité équivalente en cations et essentiellement en Ca++ est déplacée. On assiste à une dégradation de la structure, avec un gonflement des argiles, ce qui entraîne une imperméabilisation du milieu. Le processus de dessalement et de drainage risque alors d’être stoppé. Dans le cas où le calcium est dominant, l’échange de base se fait dans le sens inverse créant ainsi un sol floculé et plus perméable. L’apport de Ca SO4 au sol peut par l’échange de base, améliorer la texture du sol ainsi que son drainage. Cette classification basée sur la conductivité, et le pourcentage du Sodium (Na +) soluble est définie par la formule suivante. (Na + k). 100 Na (%) = Ca + Mg + (Na + K) Tout les éléments sont exprimés en méq/l, cette formule nous donne la charge du sodium(Na +) dans l’eau d’irrigation ; puisque si le nombre de Na + combiné avec le sol augmente on aura une dégradation de la structure avec gonflement des argiles se qui rend le milieu imperméable. L’augmentation de la charge de Na + influence négativement le développement des plantes. Le diagramme de Wilcox est une représentation graphique du pourcentage du Sodium (%Na) en fonction de la conductivité électrique ; permettant de déterminer le risque de salinité des eaux. D’après le digramme de Wilcox fig (IV.28), on constate que la majorité des eaux du bassin sont Excellentes pour l’irrigation, avec un pourcentage de Sodium ne dépasse pas les 30%. IV.8.Conclusion : Cette étude nous a permis de montrer l’existence de deux éléments chimiques qui possèdent un caractère polluant au niveau du bassin versant de Zerdazas : le mercure (0.09mg/l) et le plomb (0.89mg/l). L’origine de ces éléments selon le suivi de l’évolution des concentrations dans le temps et dans l’espace montre que ces éléments ont une origine naturelle. La teneur du mercure est très important surtout au point de prise d’eau qui est utilisée pour AEP, ces valeurs atteignent jusqu’à 90 fois la norme admissible par O.M.S. Le plomb : comme pour le mercure, présentent des teneurs importantes, même pour les eaux qui sont utilisées pour la consommation. L’évolution dans l’espace montre que les stations S1, S2 et S5 sont les plus influencées par cette pollution, par contre, l’évolution dans le temps, montre l’existence de deux paramètre qui peuvent influer sur les variations de la concentration des éléments chimiques qui sont la pluie (dilution) et la température (précipitation, évaporation). Pour l’irrigation, les eaux du barrage sont des eaux de bonne qualité et ne présentent aucun risque sur les cultures. Conclusion générale : Au cours de cette étude, nous avons contribué à l’analyse des risques de pollution dans le bassin versant qui alimente la cuvette du barrage de Zerdazas. Ce bassin fait partie des bassins côtiers Constantinois, c’est l’une des régions les plus arrosées d’Algérie, qui se trouve dans les zones hydrologiques des montagnes plissés du littoral. La géologie de la région est très diversifiée avec une lithologie très hétérogène grâce à sa position, dans l’Atlas Tellien du Tell oriental (Kabylie de Collo). Cette zone est caractérisée par sa complexité litho-structural, dont les formations les plus anciennes sont d’âge Permo-Trias et les plus récents sont d’âge Quaternaire. La lithologie dominante est représentée par des calcaires, des marnes, des grés et des argiles, ce qui nous permet de dire que les terrains perméables représentent 27% et les terrains imperméables73%. Donc le ruissellement est supérieur par rapport à l’infiltration. L’étude géomorphologique a montré que le bassin versant du barrage de Zardezas est caractérisé par une morphologie variée, avec une superficie de l’ordre 340 Km 2 et un périmètre de l’ordre de94 Km, de forme allongée. On note que le talweg principal a 33,50 Km de longueur avec un chevelu hydrographique très dense et un écoulement temporaire. L’étude hydoclimatologique montre que la région de Zardezas est l’une des régions les plus arrosées d’Algérie avec un climat Sub-Humide selon De MARTONNE avec un indice d’aridité de l’ordre de 23,82. Du point de vue climatique la région est caractérisée par : Une précipitation moyenne annuelle de 667 mm ; Une température moyenne annuelle de 18°C, et la saison pluvieuse va de la mi-Octobre jusqu’au mois d’Avril, l’été est sec et chaud et s’étende du mois de Juin au mois de Septembre. Le bilan hydrologique selon la méthode de THORNTHWAITE montre que l’évapotranspiration réelle annuelle est de l’ordre de 464 mm. Le ruissellement est de l’ordre de 124 mm et l’infiltration plus faible soit 79 mm , ce qui totalise un excèdent de 30% des précipitations. Il faut noté également que le bassin versant est formé en grande partie par des terrains imperméables. Le déficit agricole commence à partir du mois de Juillet et s’étale jusqu’au mois d’Octobre, ce qui nécessite une irrigation. La RFU atteint son maximum entre les mois de Décembre et Avril, mais à partir du mois d’Avril elle commence à baisser suite a un épuisement de stock. Le suivi hydrochimique des eaux du bassin versant du barrage de Zardezas au cours d’un demi cycle hydrologique a permis de donner un aperçu sur la qualité de ces eaux. Les apports extérieurs représentés par les eaux météoriques peu minéralisées alimentent le ruissellement. Une dilution des éléments chimiques proportionnelle à l’intensité et à la durée des précipitations, malgré le parcours des eaux au cours de leurs écoulement, les eaux du bassin versant restent toujours faiblement chargées avec une minéralisation totale inférieure à1200 mg/L. le faciès est chloré –sodique, cependant pour mettre en évidence les liens qui existent entre les éléments eux mêmes, nous avons fait appel une ACP qui est une méthode statistique descriptives. Les résultats obtenus nous ont permis de dire que les eaux du bassin versant de Zardezas sont aptes à être utilisées pour l’agriculture mais non potable pour l’AEP à cause de l’existence de quelques minéraux nocifs et dangereux pour la santé tel que le mercure et le plomb. Pour remédier à cette catastrophe naturelle, il faut traiter ces éléments au niveau de la station d’épuration pour éliminer ou au moins abaisser le taux de ces éléments dans les eaux destinées à l’AEP. Station ZARDEZAS série d’observation (1968 – 2005) : Précipitations : JAN FEV MAR AVR MAI JUN JUI AOU SEP OCT NOV DEC 1968 10.4 2.2 37.8 70.7 158.7 160.1 36.6 21.6 14.3 67.95 5.5 20.2 1969 80.9 56.7 15.5 213.9 105.0 44.0 72.5 655.1 12.2 10.8 4.7 26.2 1970 2.0 63.8 1.6 58.2 42.1 79.0 80.1 126.1 29.2 0.9 5.8 2.2 1971 54.6 162.4 52.2 42.7 128.2 28.1 112.0 44.9 41.9 2.77 5.11 11.7 1972 622.9 50.2 7.7 143.8 166.2 70.8 12.7 13.8 15 112.3 0.7 15.6 1973 57.3 72.3 32.6 97.3 250.5 108.3 135.6 32.2 2.4 32.1 7.0 16.6 1974 23.4 91.7 55.4 45.3 21.98 61.5 66.0 71.6 27.5 0.3 13.4 21.0 1975 8.6 14.6 97.1 41.66 28.0 120.6 80.1 18.4 77.6 15 23 14.9 1976 59.0 123.6 133.9 25.1 79.6 102.7 78.1 63.2 37.6 13.6 32.6 18.6 1977 2.71 14.4 92.4 7.8 52.5 14.44 40.7 85.9 54.9 26.9 3.5 13.8 1978 4.5 35.4 98.22 25.7 103.5 77.1 59.5 68.3 39.1 1.11 5.0 17.8 1979 60.5 44.5 62.9 50.11 775.8 19.9 99.8 174.3 19.0 36.5 7.1 1.7 1980 124.6 41.3 83.8 161.7 57.8 53.1 80.0 566.9 56.7 3.5 5.8 3.5 1981 25.3 27.7 41.9 90.8 95.1 78.3 68.7 35.4 23.0 35.9 2.3 17.8 1982 24.1 179.9 192.9 19.5 103.9 844.8 130.4 67.5 30.2 9.2 2.3 4.8 1983 38.2 42.9 81.2 52.8 22.6 37.6 49.3 22.6 23.8 44.4 2.3 5.5 1984 42.3 137.3 117.5 452.5 136.3 126.6 45.5 51.9 14.1 12.9 9.5 0.3 1985 255.0 32.5 28.5 46.0 99.5 46.5 159.0 38.5 46.3 18.0 8 1.5 1986 23.0 110.8 140.0 121.0 118.5 42.0 97.5 35.0 8.5 1.0 14.0 3.0 1987 7.0 23.11 69.2 27.3 58.55 164.5 56.5 39.0 70.7 38.0 14.3 0.50 1988 44.7 1.5 71.4 204.8 777.9 69.5 37.7 44.7 42.2 12.4 5.6 0.1 1989 43.1 73.6 33.7 56.9 56.3 51.8 35.66 57.9 3.7 20.4 2.0 19.7 1990 1.0 18.5 125.4 169.5 148.2 0.3 755.1 61.6 55.9 20.5 5.2 6.6 1991 25.1 127.3 29.6 19.7 59.7 104.7 126.2 66.1 48.4 5.3 2.3 7.3 1992 1.7 21.5 85.1 292.7 66.1 67.6 123.5 152.2 110.2 18.1 22.8 4.9 1993 27.1 42.8 17.4 48.2 111.0 51.4 19.0 29.9 71.1 8.5 0.00 2.6 1994 25.2 76.8 22.1 1.27 129.7 242.5 557.9 94.5 59.4 1.5 0.8 3.3 1995 76.5 17.0 39.7 48.2 278.2 24.7 17.7 27.0 2.9 50.2 10 10 1996 37.4 40.2 35.1 86.3 129.7 242.5 57.9 94.5 59.4 11.5 0.8 10.4 1997 52.7 24.6 44.9 51.9 14.9 24.0 0.0 9.3 42.2 71.2 90.8 134.4 1998 18.0 113.4 55.7 69.0 58.9 3.3 0.0 18.2 106.4 49.4 223.3 66.3 1999 140.0 72.8 45.2 36.2 38.7 16.2 10.0 0.2 8.1 40.3 63.5 184.8 2000 45.5 33.7 31.7 25.1 49.7 5.5 0.0 12.6 2.2 44.8 0.0 54.1 2001 127.7 83.6 11.0 72.2 39.2 0.0 0.0 0.8 40.3 8.9 95.5 44.5 2002 41.9 108.8 23.6 72.0 12.4 2.4 23.8 21.9 21.1 32.5 160.7 137.4 2003 224.4 114.0 41.0 116.9 34.3 0.0 0.5 0.0 89.9 42.0 38.8 130.8 2004 110.2 120.3 41.1 118.1 69.3 18.3 0.5 0.0 41.7 32.5 231.4 184.3 2005 115.9 137.6 41.2 119 4.3 14.01 0.6 0.0 Station ZARDEZAS série d’observation (1986 – 2005) : Températures : JAN FEV MAR AVR MAI JUN JUI AOU SEP OCT NOV DEC 1986 11.0 12.4 13.7 17.5 25.4 23.6 29.5 31.7 27.1 22.4 16.0 11.8 1987 11.9 12.4 13.4 18.6 19.5 25.5 29.30 32 29.7 25.1 16.7 15.3 1988 14.4 12.1 14.7 18.8 22.9 26.1 30.0 30.0 24.9 24.6 16.9 11.0 1989 11.8 13.4 16.8 17.7 21.4 25.9 30.7 30.3 26.1 21.3 18.3 16.4 1990 11.6 16.1 15.8 17.5 22.42 27.5 29.0 28.5 29.4 23.8 16.4 10.8 1991 11.7 11.3 16.0 15.0 18.5 25.4 29.7 30.6 27.7 20.9 9.5 11.2 1992 11.2 12.1 13.8 16.7 21.3 23.5 26.9 29.36 27.1 21.6 17.2 13.4 1993 11.9 10.9 14.0 17.6 22.2 25.3 28.6 30.4 26.3 22.2 16.1 13.1 1994 12.3 13.9 16.8 16.6 23.3 26.1 31.1 33.8 27.9 22.1 26.0 13.7 1995 11.4 15.4 14.9 17.1 23.0 16.16 29.7 29.9 22.6 22.2 17.5 15.7 1996 14.6 10.3 15.5 17.1 21.3 24.1 23.6 28.8 26.7 19.8 17.6 15.6 1997 13.3 13.1 13.0 16.1 22.2 27.1 27.3 28.2 24.8 21.2 16.6 13.5 1998 12.6 13.3 13.9 16.8 19.8 26.2 28.3 28.1 25.3 19.4 14.5 11.7 1999 11.8 9.8 14.8 16.8 23.0 26.1 27.3 30.7 27.3 23.3 14.7 12.3 2000 12.1 10.0 16.3 17.3 22.2 23.9 28.5 29.1 25.7 20.1 15.1 14.6 2001 13.2 12.2 18.6 16.2 19.9 26.1 28.3 28.6 24.8 23.9 15.8 11.1 2002 11.4 13.2 14.9 17.1 21.3 26.3 27.4 27.8 24.5 21.8 16.6 13.9 2003 11.6 10.9 14.6 16.6 21.1 27.9 31.0 30.9 24.9 22.4 16.9 12.0 2004 11.5 10.8 15.3 17.3 22.2 28.3 34.6 30.1 26.5 23.5 15.9 11.8 2005 12.3 10.7 14.2 17.8 23.1 17.9 28.2 Station ZARDEZAS série d’observation (1998 – 2005) : Humidité : JAN FEV MAR AVR MAI JUN JUI AOU SEP OCT NOV DEC 1998 55 63 64 57 62 50 48 48 42 51 56 61 1999 56 58 64 62 57 52 49 50 61 54 69 75 2000 65 58 64 57 57 53 53 56 56 68 66 62 2001 72 53 60 59 61 54 50 56 55 56 71 66 2002 65 63 59 65 54 54 48 46 45 63 67 71 2003 63 60 70 55 56 51 58 45 49 55 66 64 2004 65 72 63 54 61 87 52 61 64 56 65 68 2005 70 60 60 65 59 48 48 57 57 71 73 65 Les résultats des analyses chimiques en (méq/l) : NO Date_prl T pH Cond Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 3 Pb Fe Hg Sr 84,7 66,3 38, S1,05/07/04 21 7,1 642,53 8 5 84 9,63 48,5 172 360,17 0,3 0,4524 0,243 0,08 0,207 82,5 64,3 36, S1,20/07/04 23 7,3 544,04 6 6 4 8,54 46,15 167 353,8 0,3 0,522 0,238 0,087 0,345 78,5 59,6 38, S1,08/11/04 15 7,4 685,41 5 7 7 9,68 56,8 175 231,84 0,4 0,092 0,193 0,009 0,132 96,1 77,3 45, 11,0 S1,29/11/04 10 7,5 654,72 9 1 7 6 28,4 165,7 376,6 0,6 0,081 0,193 0,021 0,202 76,1 68,5 40, 10,5 S1,15/12/04 10 7,6 530 5 5 58 8 35,5 164 261,86 0,6 0,167 0,139 0,011 0,2123 68,1 51,3 39, S1,05/01/05 8,5 7,6 457,281 3 3 8 10,6 35,5 162 258,64 0,8 0,084 0,183 0,003 0,228 78,5 60,3 38, S1,20/01/05 6,5 7,1 597,432 5 5 8 11,6 42,6 164 353,8 0,6 0,086 0,184 0,002 0,198 133, 107, 50, 10,3 S2,05/07/04 22 7,3 905,17 8 7 3 3 60,4 206 372,4 0,4 0,663 0,27 0,04 0,187 131, 96,8 53, S2,20/07/04 23 7,6 816,06 46 6 2 9,61 63,9 203 370,88 0,3 0,742 0,3 0,031 0,311 142, 132, 57, S2,05/08/04 22 7,4 1167,13 12 3 7 9,8 72 220 446,2 0,3 0,49 0,203 0,031 0,347 1183,67 164, 126, 59, 10,5 S2,20/08/04 23 7,5 2 3 9 8 4 71 223 448,9 0,3 0,51 0,208 0,038 0,348 174, 137, 59, 10,5 S2,06/09/04 20 7,4 1215 7 3 8 4 88,75 231 494,1 0,3 0,49 0,201 0,038 0,274 161, 125, 59, 10,5 S2,21/09/04 20 7,4 1171,52 92 52 3 4 81,37 235 427 0,2 0,42 0,201 0,03 0,271 165, 128, 59, 10,5 S2,08/10/04 19,5 6,9 998,58 12 48 9 4 63,9 227 324,3 0,2 0,163 0,185 0,09 0,194 1198,95 172, 136, 51, 11,0 S2,08/11/04 14 7,3 6 54 02 23 5 63,9 187 390,4 0,7 0,162 0,36 0,017 0,208 1049,59 145, 11,6 48, 11,9 S2,29/11/04 10 7,3 8 89 9 6 8 60,35 239 380,26 0,7 0,098 0,201 0,006 0,435 112, 79,7 45, 10,1 S2,15/12/04 10 7,6 795 22 4 3 1 53,25 230 338,8 0,2 0,293 0,208 0,018 0,187 96,1 64,9 40, S2,05/01/05 7,5 7,7 654,72 9 9 8 10,3 53,25 228 283,04 0,7 0,096 0,19 0,09 0,198 116, 83,4 41, S2,20/01/05 5,5 7,6 910,47 23 3 6 9,32 53,25 234 384,3 0,7 0,098 0,193 0,019 0,146 31, S3,05/07/04 22 7,8 527,156 70,7 46 2 10,4 29,9 146 239,9 0,8 0,652 0,331 0,03 0,22 60,1 29, S3,20/07/04 25 7,9 483,07 2 43 4 9,16 28,4 142 257,9 0,8 0,659 0,232 0,028 0,178 60,8 59,2 28, 10,0 S3,05/08/04 23 7,6 596,431 8 8 4 1 36,6 169 227,8 0,7 0,512 0,29 0,029 0,39 64,1 29, S3,20/08/04 25 7,9 600,107 2 46,6 4 9,25 39,05 172 237,9 0,8 0,617 0,3 0,007 0,381 62,5 45,1 29, S3,06/09/04 23 7,9 588 2 2 4 9,25 49,7 179 256,2 0,6 0,518 0,3 0,038 0,128 68,1 50,6 31, S3,21/09/04 21 7,8 590,99 3 9 3 9,25 43,8 169 250,1 0,6 0,437 0,3 0,002 0,206 68,9 50,9 30, S3,08/10/04 20 7,6 514,954 3 3 9 9,31 28,4 168 244 0,4 0,093 0,38 0,003 0,178 68,9 50,9 30, S3,25/10/04 22 7,6 622,37 3 3 9 9,31 31,95 168 244 0,3 0,097 0,157 0,028 0,095 72,1 54,5 28, S3,08/11/04 16 7,5 613,8 4 4 73 8,33 31,95 182 237,9 0,3 0,13 0,219 0,002 0,131 64,1 47,5 36, 10,7 S3,29/11/04 11 7,3 493,419 2 2 2 3 17,75 174 197,64 0,5 0,121 0,208 0,001 0,303 60,1 43,5 28, S3,15/12/04 11 7,4 455 2 2 88 8,9 17,75 166 204,7 0,6 0,198 0,166 0,003 0,075 64,1 47,5 30, S3,05/01/05 8 7,4 480,81 2 2 6 9,6 17,75 164 213,5 0,6 0,11 0,198 0,002 0,212 68,1 51,1 32, S3,20/01/05 7 7,8 536,052 3 3 6 9,6 28,4 162 256,2 0,2 0,12 0,198 0,002 0,153 46, S4,05/07/04 22,5 7,6 520,13 61,7 43,5 3 10,6 27,6 184 241,4 0,5 0,56 0,27 0,029 0,18 60,1 42,6 47, 10,7 246,44 S4,20/07/04 25 7,8 507,458 2 8 1 4 28,4 193 4 0,6 0,652 0,229 0,039 0,221 46, S4,05/08/04 23 7,8 597,35 58,3 44,2 1 11,6 45,7 182 244,4 0,6 0,51 0,284 0,042 0,27 62,5 45,1 47, 10,7 S4,20/08/04 25 7,9 597,35 2 2 1 4 42,6 185 246,4 0,6 0,51 0,285 0,016 0,263 62,5 45,1 47, S4,06/09/04 23 7,9 588 2 2 8 9,25 49,7 179 257,4 0,3 0,532 0,285 0,022 0,182 70,5 52,9 47, S4,21/09/04 21 7,8 601,45 4 4 8 9,3 64,5 162 247,66 0,3 0,502 0,285 0,002 0,189 70,5 52,7 47, S4,08/10/04 20 7,6 577,61 4 4 2 9,7 28,7 164 237,9 0,5 0,103 0,198 0,002 0,153 70,5 55,6 49, S4,25/10/04 21 7,7 621,324 4 4 2 9,7 31,95 174 237,9 0,3 0,087 0,146 0,021 0,121 68,3 54,3 36, S4,08/11/04 16 7,6 618,915 2 4 2 7,97 35,5 189 244 0,8 0,092 0,289 0,001 0,118 62,5 46,1 30, S4,29/11/04 11 7,2 460,35 2 2 3 8,05 17,8 155 195,2 0,2 0,081 0,181 0,007 0,227 28, S4,15/12/04 11 7,4 460 63,4 44,2 6 7,11 18,8 155 205,6 0,3 0,093 0,153 0,014 0,113 64,1 47,1 28, S4,05/01/05 9 7,4 480,81 2 2 6 6,03 17,75 147 219,6 0,4 0,076 0,179 0,017 0,111 65,2 48, S4,20/01/05 7 7,7 536,052 5 48,2 7 5,98 35,5 149 250,1 0,2 0,078 0,179 0,017 0,129 58,7 48,1 S5,05/07/04 23 7,6 510,121 6 3 3,5 6,8 26,7 156 243,3 0,5 0,598 0,271 0,036 0,178 68,1 50,9 2,5 S5,20/07/04 23 7,6 497,14 3 3 4 4,24 24,85 141 250,1 0,5 0,896 0,292 0,048 0,261 67,2 1,9 S5,05/08/04 20 7,6 611,135 3 48,8 9 4,3 38,3 169 247,2 0,5 0,63 0,295 0,051 0,26 68,1 50,9 2,5 S5,20/08/04 22 7,6 613,892 3 3 4 4,24 39,05 172 250,1 0,5 0,63 0,282 0,063 0,253 72,1 54,3 2,9 S5,06/09/04 20 7,5 565 4 4 8 4,24 39,05 172 298,9 0,2 0,592 0,282 0,063 0,091 70,5 52,9 2,9 S5,21/09/04 20 7,5 601,45 4 4 8 4,02 37,08 164 263,52 0,4 0,592 0,282 0,0223 0,093 70,5 53,8 47, S5,08/10/04 21 7,5 582,505 4 2 3 5,35 31,95 145 233,8 0,4 0,099 0,101 0,023 0,11 53,6 42, S5,25/10/04 20 7,7 617,14 68,3 3 8 6,32 35,5 171 232,3 0,2 0,089 0,147 0,023 0,105 66,4 53,3 30, 10,4 S5,08/11/04 18 7,6 617,85 8 3 8 4 30,47 184 237,8 0,6 0,11 0,25 0,022 0,12 60,3 28, S5,29/11/04 12 7,4 459,75 1 44,4 4 9,11 16,39 157,2 199,1 0,2 0,12 0,16 0,025 0,24 27, S5,15/12/04 12 7,5 465 60,1 42,3 63 6,33 17,4 150 201,01 0,2 0,13 0,16 0,029 0,118 63,3 28, S5,05/01/05 11 7,3 479,91 3 44,3 5 6,1 17,9 144 217,4 0,4 0,09 0,17 0,029 0,18 S5,20/01/05 48, 10 7,8 535,345 59,9 46,2 8 5,9 33,2 142 248,6 0,2 0,082 0,19 0,022 0,13 Les résultats des analyses chimiques en (mg/l) : NO Date_prl T pH Cond Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 3 Pb Fe Hg Sr S1,05/07/04 21 7,1 642,53 84,78 66,35 38,4 9,63 48,5 172 360,17 0,3 0,524 0,243 0,08 0,207 S1,20/07/04 23 7,3 544,04 82,56 64,36 36,4 8,54 46,15 167 353,8 0,3 0,522 0,238 0,087 0,345 S1,08/11/04 15 7,4 685,41 78,55 59,67 38,7 9,68 56,8 175 231,84 0,4 0,092 0,193 0,009 0,132 S1,29/11/04 10 7,5 654,72 96,19 77,31 45,7 11,1 28,4 165,7 376,6 0,6 0,081 0,193 0,021 0,202 S1,15/12/04 10 7,6 530 76,15 68,55 406 10,6 35,5 164 261,86 0,6 0,167 0,139 0,011 0,213 S1,05/01/05 8,5 7,6 475,281 68,13 51,33 39,8 10,6 35,5 162 258,64 0,8 0,084 0,183 0,003 0,228 S1,20/01/05 6,5 7,1 597,432 78,55 60,35 38,8 11,6 42,6 164 353,8 0,6 0,086 0,184 0,002 0,198 S2,05/07/04 22 7,3 905,17 133,8 107,7 50,3 10,3 60,4 206 372,4 0,4 0,663 0,27 0,04 0,187 S2,20/07/04 23 7,6 816,06 131,4 96,86 53,2 9,61 63,9 203 370,88 0,3 0,742 0,3 0,031 0,311 S2,05/08/04 21 7,4 1167,13 142,1 132,3 57,7 9,8 72 220 446,2 0,3 0,49 0,203 0,031 0,347 S2,20/08/04 23 7,5 1183,67 164,3 126,9 59,8 10,5 71 223 448,9 0,3 0,51 0,208 0,038 0,348 S2,06/09/04 20 7,4 1215 174,7 137,3 59,8 10,5 88,75 231 494,1 0,3 0,49 0,201 0,038 0,274 S2,21/09/04 20 7,4 1171,52 161,9 125,5 59,3 10,5 81,37 235 427 0,2 0,42 0,201 0,03 0,271 S2,08/10/04 19,5 6,9 998,58 165,1 128,5 59,9 10,5 63,9 227 324,3 0,2 0,163 0,185 0,09 0,194 S2,08/11/04 14 7,3 1198,95 172,5 136,0 51,2 11,0 63,9 187 390,4 0,7 0,162 0,36 0,017 0,208 S2,29/11/04 10 7,3 1049,59 145,9 111,7 48,6 11,9 60,35 239 380,26 0,7 0,098 0,201 0,006 0,435 S2,15/12/04 10 7,6 795 112,2 79,74 45,3 10,1 53,25 230 338,8 0,2 0,293 0,208 0,018 0,187 S2,05/01/05 7,5 7,7 654,72 96,19 64,99 40,8 10,3 53,25 228 283,04 0,7 0,096 0,19 0,019 0,198 S2,20/01/05 5,5 7,6 910,47 116,2 83,43 41,6 9,32 53,25 234 384,3 0,7 0,098 0,193 0,019 0,146 S3,05/07/04 22 7,8 527,156 70,7 46 31,2 10,4 29,9 146 239,9 0,8 0,652 0,331 0,03 0,22 S3,20/07/04 25 7,9 483,07 60,12 43 29,4 9,16 28,4 142 257,9 0,8 0,659 0,232 0,028 0,178 S3,05/08/04 22 7,6 596,431 60,88 59,28 28,4 10,0 36,6 169 227,8 0,7 0,512 0,29 0,029 0,39 S3,20/08/04 25 7,9 600,107 64,12 46,6 29,4 9,25 39,05 172 237,9 0,8 0,617 0,3 0,007 0,381 S3,06/09/04 23 7,9 588 62,52 45,12 29,4 9,25 49,7 179 256,2 0,6 0,518 0,3 0,038 0,128 S3,21/09/04 21 7,8 590,99 68,13 50,69 31,3 9,25 43,8 169 250,1 0,6 0,437 0,3 0,002 0,206 S3,08/10/04 20 7,6 514,954 68,93 50,93 30,9 9,31 28,4 168 244 0,4 0,093 0,38 0,003 0,178 S3,25/10/04 22 7,6 622,37 68,93 50,93 30,9 9,31 31,95 168 244 0,3 0,097 0,157 0,028 0,095 S3,08/11/04 16 7,5 613,8 72,14 54,54 28,7 8,33 31,95 182 237,9 0,3 0,13 0,219 0,002 0,131 S3,29/11/04 11 7,3 493,419 64,12 47,52 36,2 10,7 17,75 174 197,64 0,5 0,121 0,208 0,001 0,303 S3,15/12/04 11 7,4 455 60,12 43,52 28,9 8,9 17,75 166 204,7 0,6 0,198 0,166 0,003 0,075 S3,05/01/05 8 7,4 480,81 64,12 47,52 30,6 9,6 17,75 164 213,5 0,6 0,11 0,198 0,002 0,212 S3,20/01/05 7 7,8 536,052 68,13 51,13 32,6 9,6 28,4 162 256,2 0,2 0,12 0,198 0,002 0,153 S4,05/07/04 22,5 7,4 520,13 61,7 43,5 46,3 10,6 27,6 184 241,4 0,5 0,56 0,27 0,029 0,18 S4,20/07/04 25 7,8 507,458 60,12 42,68 47,1 10,7 28,4 193 246,44 0,6 0,652 0,229 0,039 0,221 S4,05/08/04 23 7,8 597,35 58,3 44,2 46,1 11,6 45,7 182 244,4 0,6 0,51 0,284 0,042 0,27 S4,20/08/04 25 7,9 597,35 62,52 45,12 47,1 10,7 42,6 185 246,4 0,6 0,51 0,285 0,016 0,263 S4,06/09/04 23 7,9 588 62,52 45,12 47,8 9,25 49,7 179 257,4 0,3 0,532 0,285 0,022 0,182 S4,21/09/04 21 7,8 601,45 70,54 52,94 47,8 9,3 64,5 162 247,66 0,3 0,502 0,285 0,002 0,189 S4,08/10/04 20 7,6 577,61 70,54 52,74 47,2 9,7 28,7 164 237,9 0,5 0,103 0,198 0,002 0,153 S4,25/10/04 21 7,7 621,324 70,54 55,64 49,2 9,7 31,95 174 237,9 0,3 0,087 0,146 0,021 0,121 S4,08/11/04 16 7,6 618,915 68,32 54,34 36,2 7,97 35,5 189 244 0,8 0,092 0,289 0,001 0,118 S4,29/11/04 11 7,2 460,35 62,52 46,12 30,3 8,05 17,8 155 195,2 0,2 0,081 0,181 0,007 0,227 S4,15/12/04 11 7,4 460 63,4 44,2 28,6 7,11 18,8 155 205,6 0,3 0,093 0,153 0,014 0,113 S4,05/01/05 9 7,4 480,81 64,12 47,12 28,6 6,03 17,75 147 219,6 0,4 0,076 0,179 0,017 0,111 S4,20/01/05 7 7,7 536,052 65,24 48,2 48,7 5,98 35,5 149 250,1 0,2 0,078 0,179 0,017 0,129 S5,05/07/04 23 7,4 510,121 8,05 48,13 3,5 6,8 26,7 156 243,3 0,5 0,598 0,271 0,036 0,178 S5,20/07/04 23 7,6 497,14 68,13 50,93 2,54 4,24 24,85 141 250,1 0,5 0,896 0,292 0,048 0,261 S5,05/08/04 20 7,6 611,135 67,23 48,8 1,99 4,3 38,3 169 247,2 0,5 0,63 0,295 0,051 0,26 S5,20/08/04 22 7,6 613,892 68,13 50,93 2,54 4,24 39,05 172 250,1 0,5 0,63 0,282 0,063 0,253 S5,06/09/04 20 7,5 565 72,14 54,34 2,98 4,24 39,05 172 298,9 0,2 0,592 0,282 0,063 0,091 S5,21/09/04 20 7,5 601,45 70,54 52,94 2,98 4,03 37,08 164 263,52 0,4 0,592 0,282 0,023 0,093 S5,08/10/04 21 7,5 582,505 70,54 53,82 47,3 5,35 31,95 145 233,8 0,4 0,099 0,101 0,023 0,11 S5,25/10/04 20 7,7 617,14 68,3 53,63 42,8 6,32 35,5 171 232,3 0,2 0,089 0,147 0,023 0,105 S5,08/11/04 18 7,6 617,85 66,48 53,33 30,8 10,4 30,47 184 237,8 0,6 0,11 0,25 0,022 0,12 S5,29/11/04 12 7,4 459,75 60,31 44,4 28,4 9,11 16,39 157,2 199,1 0,2 0,12 0,16 0,025 0,24 S5,15/12/04 12 7,5 465 60,1 42,3 27,6 6,33 17,4 150 201,01 0,2 0,13 0,16 0,029 0,118 S5,05/01/05 11 7,3 479,91 63,33 44,3 28,5 6,1 17,9 144 217,4 0,4 0,09 0,17 0,029 0,18 S5,20/01/05 59,9 46,2 48,8 5,9 33,2 142 248,6 0,2 0,082 0,19 0,022 0,131 10 7,8 535,35 BIBLIOGRAPHIE ABH-CSM (1999-2000). 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