Variabilité Du Niveau Et De La Qualité Chimique Des Eaux Souterraines Dans Le Haut-Bassin Du Fleuve Niger En 1 République Du Mali
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1 REPUBLIQUE DU MALI ORSTOM (Un Peuple-un But-une Foi) MINISTERE DES ENSEIG-NË~ËNTS SECONDAIRES,SUPERIEURS INSTITUT FRANÇAIS DE RECHERCHE 1 ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE SCIENTIFIQUE POUR LE DEVELOPPEME~T EN COOPERATION -------- 0 -------- 1 UNIVERSITE DU MALI -------- 0 -------- LECOM ------ 0 -------- LABORATOIRE DES EAUX CONTINENTALES 1 ECOLE NATIONALE D'INGENIEURS DE L'ORSTOM - MALI (E.N.!. - Bamako) -------- 0 -------- -------- 0 -------- 1 D.E.R. - GENIE CIVIL -------- 0 -------- 1 1 * Diplôme. INGENIEUR DE CONCEPTION EN GENIE CIVIL 1 * Option: AMENAGEMENTS HYDRAULIQUES 1 Thème: 1 1 Présenté et soutenu par : Fonds Documentaire 1RD i 1 Cote: A * ~À 1- ~ lj Ex :v.-''t'~ [)E::SS()l.J"S§I"<i;l()viR.()p~rt 1 1.· 1 1 le Samedi 21 Juin 1997 devant le Jury composé de: Président: • Mr Housséini MAïGA M.Sc Hydrologie - DNHE - Bamako 1 Président de l'Association Malienne de l'Hydrologie Membres: • Mr Adama T. DIARRA 1 Docteur en Hydrologie - Chef Laboratoire d'Hydraulique et Hydrologie - D.E.R. Génie Civil - E.N.!. - Bamako 1 · Mr Gil MAHE Docteur en Hydroclimatologie 1 Chargé de Recherche à l'ORSTOM - Bamako · Mr Amadou Zanga TRAORE Docteur en Hydrogéologie 1 Chef du D.E.R. -Géologie - ENI -Bamako · Mr Karaba TRAORE FRIEND-AOC Ingenieur Hydrogéologue 1 Ohef Section Hydraulique Rurale - DNHE - Bamako 1 1 ·1 1 1 •A DIEU, Père le plus haut des cieux, grâce à qui, tout a été possible. 1 •A mon feu Père Germain K. DESSOUASSI rappelé à Dieu le 14 mai 1983 à quelques jours seulement de la soutenance de mon mémoire de Technicien Supérieur. Martre menuisier-coffreur, il a de son vivant, fort de ses expériences de 1 chantiers, toujours émis le veux ardent de voir un de ses enfants devenir INGENIEUR. Avec la bénédiction de Dieu, son rêve est devenu aujourd'hui une 1 réalité. Mais hélas! Paix à son âme! 1 •A mon affectueuse et combattante Mère Adjoavi TCHIMBO qui a su aux heures critiques, aplatir nos difficultés et assurer notre protection telle une poule et ses 1 poussins face aux rapaces. •A mon épouse Elisabeth née NORDOR dont la compréhension, le courage et le 1 sens du sacrifice ont tranquillisé mon moral et galvanisé mes ardeurs. 1 •A - mon aÎné Léonce que le Seigneur a rappelé auprès de lui 24 heures 1 seulement après sa naissance. Paix à son âme! •A ma fille bien aimée, M. W. Peace par qui et pour qui, ma vie a commencé par 1 avoir un sens. 1 •A mes frères et soeurs : Louis, BenoÎt, Casimir, Gaspard, François, Mathias, 1 Mathieu, Isidore, Virginie, Delphine, Martine, Augustine, .... 1 •A tous mes cousins et cousines. 1 •A tous mes parents et amis. 1 1 1 1 1 1 1•••••••••••••·~.· ••• I ••••••I ••••••• M••••·~ •••••'·.I·· ..... I· •••••••••••••·1 1 Remerciements Symboles et abréviations 1 Résumé 1 1 1 1• Contexte physico-géographique 5 1.1 - Situation geographique 5 1 1.2 - Relief 6 1.3 - Géologie 6 1.4 - Végétation 8 1 1.5 - Climat 9 1.5.1 - Les zones climatiques 10 1.5.2 - Analyse de quelques facteurs climatiques 10 1 1.5.3 - Pluviométrie 13 1.6 - Le réseau hydrographique 17 1 Il . Contexte hydropluviométrique et hydrogéologique 2.1 - Le réseau pluviométrique 20 1 2.2 - Le réseau hydrométrique 21 2.3 - Le réseau Piézométrique 21 2.3.1 - Bref aperçu historique 22 1 2.3.2 - Le réseau piézométrique du haut bassin malien du Niger 23 2.3.3 - Qualité des données 23 1 1 - Les ressources en eau de surface 25 1 1.1 - Evolution des précipitations 25 1.2 - Evolution de la ressource en eau superficielle 28 1 1.2.1 - Les écoulements 28 1.2.2 - Variabilité de l'hydraulicité : modules 29 1.2.3 - Analyse des étiages 31 1 1.3 - Inventaire des aménagements hydrauliques 33 1.4 - Qualité chimique des eaux de surface 34 1.4.1 - Composition chimique moyenne des eaux de pluies 34 1 1.4.2 - Sources de pollution et quelques résultats d'analyses 35 1.4.3 - Variabilité spatio-temporelle des caractéristiques physico- cllimiques dans le Sud-Mali 36 1 1.4.4 - Analyses isotopiques des eaux de surface 38 1 1 1 1 Il - Les Ressources en eau souterraines 41 1 2.1 - Généralités 41 2.2 - Différents types d'aquifères du haut-bassin du Niger et du Bani 42 2.2.1 - Les aquifères fissurés du Socle 43 1 2.2.2 - Les aquifères fissurés de l'infracambrien tabulaire 43 2.2.3 - Les aquifères généralisés du Continental terminal et Quaternaire 44 1 2.2.4 - Quelques données statistiques moyennes des aquifères 46 2.3 - Caractéristiques hydrodynamiques des aquifères 46 2.3.1 - Les débits 46 1 2.3.2 - Paramètres hydrodynamiques 47 2.4 - La piézométrie 49 2.4.1 - Fluctuations saisonnières 50 1 2.4.2, - Amplitudes des fluctuations saisonnières 53 2.4.3" - Fluctuations Piézométriques annuelles 57 2.5 - Qualité des eaux souterraines 59 1 2.5.1 - Faciès hydrochimique 59 2.5.2 - Caractéristiques isotopiques des aquifères du Sud-Mali 61 1 3èrnèRÂRÎlÊ~RÊ[jAîtlC)NSÊAÛXÔESÛRÊACEJ~Lfx:s0t1Î"ÊRR.AINESi ................................................................................-.-.- , .., --.-----_ , ,', , -.' , . 1 1- Généralités sur les relations Eaux de surface-Eaux souterraines 65 Il - Interactions Eaux de surface -Eaux souterraines 65 1 2.1 - Recharge des nappes souterraines 65 2.1.1 - Estimation des infiltrations des Eaux des pluies 66 2.1.2 - Recharge par les eaux de surface 68 1 2.2 - Drainage des nappes souterraines par le réseau hydrographique 69 2.3 - Influence de la retenue du barrage de Sélingué 70 1 2.4 - Comparaison des évolutions, des pluies, débits et des niveaux piézométriques dans le bassin du Bani à Douna. 71 1 74 1 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 77 LISTE DES TABLEAUX 82 1 LISTE DES FIGURES 85 1 LISTE DES ANNEXES 88 1 1 1 l, 1 1 1 1 Ma formation à l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Bamako (Mali) après 10 ans de service en qualité de Technicien supérieur des T.P.- Hydrologue à la 1 Direction de l'Hydraulique, n'a été possible que grâce à la sollicitude manifeste de messieurs: 1 • .. Rémy Oster alors Assistant-coopérant français près la Direction de 1 l'Hydraulique, • Grégoire Alé, Chef Département qes Ressources en Eau (ancien chef du 1 Service de l'Hydrologie), • André Toupé, notre sympathique Directeur. 1 C'est avec beaucoup de reconnaissance et de déférence que· je leur adresse mes plus sincères et profonds remerciements. 1 Cela a été rendu effectif parle soutien financier de la Coopération Française (CF) que je remercie très respectueusement pour les très nombreuses actions 1 qu'elle ne cesse d'entreprendre pour le développement des pays de l'Afrique de l'Ouest en particulier. 1 Au terme donc de ma formation d'Ingénieur de Conception en Génie Civil (option: Aménagements Hydrauliques), il me paraÎt opportun et légitime de faire mention de tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué efficacement à la réali 1 sation de ce document et à l'aboutissement de mes études en général. Les énumérer de façon exhaustive ne sera pas aisé. Qu'ils trouvent tous ici, le 1 témoignage de ma très sincère gratitude pour leurs soutiens moral, matériel et financier appropriés. 1 Je tiens cependant, à remercier très chaleureusement: • le Docteur Adama T. Diarra, Hydrologue - Professeur à l'Ecole Nationale 1 d'Ingénieurs, directeur du présent projet; il m'a fait bénéficier de son expérience active en hydrologie en me faisant partager toutes ses idées; 1 • le Docteur Gil Mahé, Hydroclimatologue - Chargé de Recherche au Laboratoire des Eaux Continentales de l'ORSTOM - Mali (LECOM), directeur de mon stage au 1 cours duquel, il n'a jamais manqué de me prodiguer des conseils et me faire part de ses expériences en matière de recherche. Sa clairvoyance, son grand sens diplomatique, sa finesse pédagogique et son soutien moral et matériel indéfectible 1 emprunt d'une permanente bonne humeur, ont sous-tendu une ambiance de travail on ne peut plus fraternelle. Qu'il soit en retour, rassuré dé l'estime que j'ai 1 pour lui; affectueusement MERCI pour tout ce qu'il a été pour moi. 1 1 1 Mes sincères remerciements vont également: \ J • à monsieur J.P. Bricquet, Responsable du LECOM - ORSTOM Bamako pour ses nombreuses et pertinentes remarques; J • au Docteur Fatogoma Bamba, Chercheur à LECOM - ORSTOM Bamako pour sa permanente disponibilité et son précieux concours; 1 • le personnel du centre ORSTOM - Bamako et plus particulièrement du LECOM pour leur collaboration et leur disponibilité; 1 • à monsieur Hervé Chatelet, Assistant-coopérant à la Direction Nationale de l'Hydraulique et de l'Energie (DNHE) qui a facilité et dynamisé mes contacts avec 1 les Responsables à divers niveaux de cette institution; • à monsieur Mahamado~ Sidibé, Directeur National de l'Hydrauliqu~ et de 1 l'Energie pour avoir autorisé la collecte des données dans les services techniques sous sa tutelle; 1 • à monsieur Bandia Cissoko, Responsable de la Banque Informatisée de Données (SIGMA) de la DNHE pour sa promptitude dans la fourniture des 1 données hydrogéologiques et piézométriques et pour sa disponibilité inconditionnelle. 1 • à monsieur Navon Cissé, Chef de la section « Etudes hydrologiques» de la DNHE pour ses conseils techniques et la mise à disposition des données 1 hydrométriques; • à monsieur Housseini Maïga, Président de l'Association Malienne de 1 l'Hydrologie (AMH) pour son soutien moral et ses appropriées directives; • aux messieurs Abdoulaye Koné et Mamadou Ouattara, respectivement 1 Directeur et Directeur-adjoint du Laboratoire des Eaux de la DNHE pour la fourniture incoditionnelle des données sur la qualité des eaux; 1 • à monsieur J.C. Deforges du Programme d'Hydraulique Villageoise Mali-Suisse (HEL VETAS) pour avoir mis tout en oeuvre pour me faciliter la collecte des 1 données piézométriques du "Secteur HELVETAS" • à monsieur Oumar Touré, Chef Cellule "Programme d'Hydraulique Villageoise" de Bougouni, et à monsieur Togola son collaborateur, pour leur hospitalité plus 1 que fraternelle et pour m'avoir fourni les informations et données piézométriques 1 actualisées sur les aquifères du socle (Secteur HEL VETAS); Je voudrais remercier particulièrement: 1 • le Docteur Moussa Kanté, Professeur de Béton et de calcul de structures, ancien chef de D.E.R.- G.