REPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ECOLE NAT IONALE DESINGENlEURS DE TUNIS
DEPARTEMENT DE GE NTE CIVIL
PROJETDE FIN D'ETUDES
Application du modèle CEQUEAU pour l'estimati n des apports dans le bassin versant de l'oued Merguellil
Lac collinaire de Fidh Ben Naceur Cliché' Nôel Guiguen
Encadré par:
Présenté par. BEN NOSRA Yassine Mme BARGAOm Zoubeida (ENlT) En binôme avec: ELLEUCH Bouda Mr. BOURGES Jacques (!RD) Mr. HABAlEB Hamadi (INAT)
Année Universitaire 1998/1999 RÉPUBLIQUE TUNISIENNE MINISTÈRE DE L'AGRICULTURE
INSTITUT NATIONAL AGRONOMIQUE DE TUNISIE
DÉPARTEMENT DE GÉNIE RURAL, EAUX ET FORETS Option: Hydraulique et Aménagements Rural
PROJETDE FIND'ÉTUDES
Application du modèle CEQUEAU pour l'estimation des apports dans le bassin versant de l'oued MerguellH
Encadré par: Présenté par ELLEUCH Houda Mme BARGAOUI Zoubeida tENln En Binôme avec: BEN NOSRA Yassine Mr BOURGES Jacques (lRD) Mr HABAIEB Harnadi (IN.-\T)
Année Universitaire 199811999 1 1
Dédicaces
A mes chers parents, en reconnaissance de leur amour, de leurs sacrifices et de leurs efforts continus. 1 A mon frère et mes sœurs avec tous mes souhaits de bonheur 1 et de réussite.
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1 1 1 1 Avant-propos
Ce travail rentre dans le cadre d'un projet de fin d'études d'ingénieur de spécialité Génie Rural Eaux et Forêts, option Hydraulique et Aménagement Rural, à l'Institut National Agronomique de Tunisie (!NAT). Il a pour objectif d'appliquer le modèle CEQUEAU pour l'estimation des apports dans le bassin versant de l'oued Merguellil.
Le sujet a été proposé à l'!NAT et à l'ENIT, en vue d'un co-encadrement, par l'IRD 1 Tunis (ORSTOM) dans le cadre d'un programme de recherches sur les ressources en eau du bassin du Merguellil et leur utilisation (MERGUSIE), programme mené en collaboration entre 1 le Ministère de J' Agriculture (DGRE, IRESA) et l'IRD. Parvenue au bout de cette étude, il m'est agréable d'adresser mes sincères remerciements à :
M. M. HARRABI, Directeur de l'INAT et à travers lui, le corps professoral pour la qualité de la formation reçue ainsi qu'à tout le personnel administratif.
M. J. CLAUDE, représentant de l'IRD en Tunisie qui, en m'acceptant au, sem de son institution, m'a permis de réaliser mon étude dans les meilleures conditions.
M. R. KALLEL, Directeur Général des eaux de surfaces à la DGRE, qm m'a facilité 1 énormément j'accès à la banque de données de son établissement.
.le voudrais exprimer ma gratitude au Professeur N. ENNABLI de l'INAT pour m'avoir fait 1 l'honneur de présider le jury.
Ce travail n'aurait pu être réalisé sans l'aide de Monsieur J. BOURGES, Directeur de recherches à l'IRD qui, par ses directives, a su orienter mes recherches et m'a prodigué temps, conseils et matériels à fin de les mener à bien, aussi bien lors de la préparation des données que lors des nombreuses discussions à l'occasion de la synthèse et de la rédaction de ce travail. r ai beaucoup appris de lui et des remerciements ne sauraient être à la hauteur de mon respect et de ma gratitude envers lui.
Qu'il me soit permis d'exprimer mes sincères remerciements il Monsieur H. f-IABAlEB. maître de conférences à ['INAT, pour m'avoir encadrée. Tout au long de ce travail, il n'a cessé de me prodiguer ses conseils fructueux.
.le tiens aussi à remercier Mme Z. BERGAOUI, maître de conférences il l'ENIT, pour 1 son encadrement et ses critiques judicieuses qui ont beaucoup participé à l'amélioration de ce travail. 1 1 1
Mes remerciements vont aussi au Professeur BESBES M. de l'ENIT duquel j'ai eu l'honneur et le plaisir de recevoir les conseils, qu'il soit ici vivement remercié d'avoir accepté de faire partie de mon jury.
Je voudrais aussi remercier vivement ML M. SLIMANI maître assistant à l'INAT pour m'avoir fait l'honneur de faire partie de mon jury.
Je voudrais exprimer ma gratitude, ma recolmaissance et mes sincères remerciements à Mme N. BEN ZINA, maître assistant à l'INAT, pour m'avoir encouragée. aidé à franchir les différents types de difficultés et orientée tout au long de mon chemin.
1 Je' tiens il remercier ML M. SFAR, maître assistant à l'INAT, pour son aide et les préciem.: conseils qu'i1m'a prodigués.
1 Mes sincères remerciements vont à tout le personnel de l'IRD pour leur aide quotidienne apportée. .le pense particulièrement à MM. P. GARRETA pOUi' ['aide que j'ai toujours obtenue, CALVEZ, BEN YOUNES, Hassan, Y. PEPIN, Melle Z. JANHAüUI, B. DRIDI.
Toute ma sympathie va à mes collègues et amis, qui, à un moment ou à un autre de mon chemin, ont su me tendre amicalement la main. Je pense particulièrement à A. KINGUMBI et à Y. BEN NOSRA pour leur aide au niveau de tout mon stage.
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> Sigles et abréviations ] <
1 CES: Direction de Conservation des Eaux et des Sols.
1 CRDA : Commissariat Régional au Développement Agricole.
DGRE : Direction Générale des Ressources en Eau.
ENIT : Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis.
~ '. INAT : Institut National Agronomique de Tunisie.
1 INM : Institut National de la Météorologie.
1 INRS-EAU : Institut National de la Recherche Scientitfique en Eau (Québec, Canada).
!RD : Institut de Recherche pour le Développement.
OTC : Office de la Topographie et de la Cartographie.
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Ce projet de fin d'études consiste en l'application du modèle hydrologique 1 déterministe CEQUEAU pour estimer les apports sur le bassin versant de Merguellil. Ce bassin couvrant lUle superficie de 1192 km 2 est situé en Tunisie centrale. Notre travail s'est 1 principalement attaché à élaborer la banque de données physiograpruque, climatologique et
hydrologique nécessaire pour la mise en œuvre du modèle. Un modèle numérique de terrain fi. été constitué en adoptant lUl maillage carré de 1.5 km de côté. La délimitation des lignes de partage des eaux a pennis de reconstituer les chemins d'écoulement superficiel à l'intérieur .d'lUle maille et d'une maille à l'autre. L'occupation du sol a été identifiée pour chaque maille en distinguant les zones couvertes (forêt, oliveraie) par de la végétation permanente, les plans d'eau (lacs collinaires, marais). Les ouvrages de CES (tabia, banquette... ) ont été représentés pour chaque maille. La géologie a été décrite en distinguant quatre types de sols: très 1 perméable, perméable, peu perméable et imperméable. La banque de données pluviométriques est constituée des données de 26 postes pluviométriques, observés à l'échelle journalière entre 1 1996 et 1998. Cette banque de données a été contrôlée par la méthode du double c.urnu1. La banque de données hydrométriques comprend les données de 4 stations hydrométriques ( stations de Skhira, Haffouz, El Morra et Zebbes) au pas de temps journalier, pour la même période. Ces données ont été préparées pour être opérationnelles pour le modèle. Enfin, des essais de simulation ont été effectués en faisant varier 2 paramètres dans l'espace.
1 1 1 1 Sommaire
Introduction
CHAPITRE 1 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1ETUDE BIBLIOGRAPIDQUE SUR LE BASSIN....•...... •...... •...... 2 1.2ETUDE BIBLIOGRAPIDQUE SUR LE MODELE CEQUEAU...... •...... ••...... 3
1 CHAPITRE 2 : LE CADRE PHYSIQUE DE L'ETUDE 1 2.1 LE PROJET MERGUSIE SUR LE BASSIN DE L'OUED :MERGUELLlL.•...... •.6 2.1.1 LA PROBLEMATIQUE , '" 6 2.1.2 LES OBJECTIFS '" .. , 6
2.2 PRESENTATION DU BASSIN VERSANT DE :MERGUELL~..•.••...••••. u 7
, 2.2.1 LE MILIEU PHYSIQUE '" , '" ." '" ..ïl '. 2.2.1.1 Localisation géographique , , '" -'il 2.2.1.2 Les sols, le couvert végétal et l'érosion '" '" 9 2.2.1.3 Contexte géologique et hydrogéologique ""'" 9 2.2.1.4 Le réseau hydrographique et la morphologie du bassin 13 1 2.2.1.5 Les écoulements dans le bassin du Merguellil... '" '" 14 2.2.2 DONNEES CLIW.ATIQUES '" H5 2.2.2.1 Les températures '" 1(6 1 2.2.2.2 Le régime des précipitations '" '" 1il 2.2.3.3 L'évapotranspiration potentielle , 18
2.3 LES DONNEES DISPONIBLES SUR LE BASSIN...... •..•.....••.•...... n
2.3.1 LES TENIPERATURES ,..:n 2.3.1; 1 L'élaboration des données _ "1 2.3.1.2 Analyse et critique des données '" 12 2.3.1.3 Validation des données '" .. , '" 24
2.3.2 LA PLUVIOMETRIE " ,, ~4 2.3.2.1 Introduction 22.4 2.3.2.2 Données disponibles '" ]5 2.3.2.3 Sélection des données pertinentes '" '" :!6 1 2.3.2.4 Analyse et critiques des données , 30 1 1 1
2.3.3 LES DONNEES HYDROMETRIQUES , .43 2.3.3.1 Choix du réseau '" 43 2.3.3.2 Analyse et critique des données .46
2.3.4 DONNEES SUR LA CONSERVATION DES EAUX ET DES SOLS .48 2.3.4.1 Les lacs collinaires '" .48 2.3.4.2 Les aménagements sur le bassin .48
CHAPITRE 3 : MODELISATION HYDROLOGIQUE
3.1 MODELES HYDROLOGIQUES 50 1 3.1.1 INTRODUCTION '" " '" 50 3.1.2 PRINCIPE DE LA MODELISATION 50 1 3.2 OBJECTIFS DE LA MODELISATION••••.••••••••.••.•.••••. :••.••...... •••.•...... 53 , 3.3 PRESENTATION DU MODELE CEQUEAU.••.••...•.•••..••...... •...... •...... 54
3.3.1 INTRODUCTION '" '" 54 3.3.2 utilisation du modèle , '" 54 3.3.3 Principe du modèle 55 3.3.3.1 Justification du choix du modèle '" 55 3.3.3.2 Modélisation du bilan hydrique 56 3.3.3.3 Les entrées du modèle 65 3.3.3.4 Les paramètres et constantes du modèle CEQUEAU 65 3.3.3.5 Les sorties du logiciel.. 66 1 3.3.4 LIMITES D'UTILISATION DU MODELE '" '" 69 1 3.4 APPLICATION DU MODELE CEQUEAU.•.•..•.••.••.••..•.•.....•...•...•...•...... 70 3.4.1 PREPARATION DES DONNEES '" 70 3.4.1.1 Préparation des données physiographiques '" 70 3.4.1.2 Préparation des données hydrométriques et météorologiques , 82
3.4.2 CALAGE DU MODELE '" 85 3:4.2.1 Critères du calage 85 3.4.2.2 Procédure d'ajustement des paramètres 87 3.4.2.3 Etude de sensibilité 94
CHAPITRE 4: ANALYSE DES RESULTATS
4.1 RESULTATS DE SI1\fULATIONS 102 1 4.2 PRECISION DES SURFACES 102 1 1 1 4~3 ANALYSE DES GRAPIDQUES 103
4.3.1 ANALYSE DES GRAPHIQUES DES DONNEES TEMPORELLES 104 4.3.2 ANALYSE DES DEBITS REPRESENTES EN MODE CLASSE '" 104 4.3.3 ANALYSE DES DEBITS MOYENS MENSUELS PRESENTES EN mSTOGRA1-fM:ES '" '" '" 104 4.3.4 DECELEMENT DES ERREURS SYSTEMATIQUES DES DEBITS .104
Conclusion
Références bibliographiques
1 Liste des tableaux
1 Liste des figures
Annexes
Annexe 2.1- Inventaire des stations pluviométriques sur le bassin versant de Merguellil (IRD,1999)
Annexe 2.2- Postes pluviométriques du bassin versant dè Merguellil.
Annexe 2.3. Inventaire des stations hydrométriques sur le bassin versant de Merguellil 1 (IRD, 1999). 1 Annexe 2.4- Inventaire des lacs collinaires de la région de Merguellil (!RD, 1999). Annexe 2.5- Classification des aménagements sur le bassin versant de Merguellil (IRD, 1999).
1 1 1 1 Introduction
Les ressources en eau' sont rares en Tunisie. En outre, la quasi - totalité disponible est déjà mobilisée. Il est alors indispensable et vital de bien les gérer. La modélisation hydrologique est un outil appréciable pour la connaissance, l'évaluation et la gestion de ce capital précieux. 1 L'objectif de cette étude est l'estimation du ruissellement dans le bassin versant de 1 Mer~ellil. Ce bassin versant a une superficie de 1190 km2 au site du barrage El Houareb. Il draine à ,Sidi Boujdaria une superficie de 890 km2 dont l'apport annuel moyen est estimé à 30 3 Mm . Le bassin de Merguellil est fortement équipé en ouvrages de conservation en eau et en sol: une quarantaine de lacs collinaires et plus d'une centaine de banquettes. Nous avons appliqué le modèle pluie- débit CEQUEAU, permettant la reconstiMion des débits moyens journaliers et mensuels en tout point du bassin versant ainsi que les niveaux moyens journaliers dans les barrages en partant de données physiographiques et météorologiques (températures, pluviométries). 1 Notre étude sera divisée en quatre chapitres. 1 Le premier chapitre sera constitué d'une étude bibliographique résumant les sources utilisées. Dans le chapitre 2, nous définissons le cadre de l'étude. Après une présentation du milieu physique du bassin versant de Merguellil, nous allons présenter la collecte des données météorologiques et hydrométriques nécessaires pour faire tourner le modèle. Dans le chapitre 3. un aperçu général des modèles hydrologiques et de leurs objectifs sera présenté. Pour le modèle CEQUEAU, nous présenterons la manière de préparer les données d'entrée et la façon d'ajuster les paramètres dans un essai de calage. La sensibilité de chaque paramètre sera étudiée. Les résultats de cette application seront présentés et analysés dans le chapitre 4. 1 1 1 1
1 ' 1 Chapitre "..emier f:fude bibliographique .
1 1
1 1 1
1 1.1 ETUDE BmLIOGRAPIDQUE SUR LE BASSIN
La monographie hydrologique des oueds Zeroud et Mergueliil (Bouzaiane et
Lafforgue,1986) spécifie les caractéristiques des bassins versants de Zeroud et de Merguellil > les régimes pluviométriques et hydrométriques , ainsi que le climat. Elle porte sur les enregistrements effectués depuis les années vingt jusqu'à 1982.
A l'université, plusieurs chercheurs, hydrologues, hydrogéologues et étudiants se sont intéressés à l'étude des apports, du ruissellement, de l'érosion et des aménagements de 1 conservation des eaux et du sol, sur le bassin versant de Merguellil.
1 Ben Sassi (1990) avait comme objectif l'évaluation des pertes en sol sur le bassm
versant de Merguellil, l'estimation de l'envasement du barrage El Haouareb et l'impact des '.' aménagements anti-érosifs sur l'apport solide. Dans son travail, le transport solide a été calculé par deux modèles: l'un est numérique et l'autre est empirique.
Dhaouadi (1997) a analysé l'impact des travaux de C,ES réalisés dans 1". région de Haffouz sur le régime d'alimentation d~ la nappe de Bou Hafna ( lac collinaire. seuil em
maçonnerie, seuil en gabions... ), leur contribution à recharger la nappe de Bou Hafna. NO\!5 1 exploitons cette étude afin d'estimer le paramètre CIN (Coefficient d'Infiltration du réservoiDr Sol vers le réservoir Nappe ). '1 Rabhi (1997) a dépouillé des séries pluviométriques et présenté une étude sommaire sur les aménagements et leurs impacts dans le haut du bassin versant de Merguellil. Som document nous a servi dans la connaissance des caractéristiques des aménagements de CES afin de pouvoir identifier le paramètre du modèle traduisant l'effet des aménagements, de CES, paramètre dont on tient compte dans la modélisation des apports sur le bassin dm Merguellil.
1 1 2 1 1 1.2 ETUDE BmLIOGRAPHIQUE SUR LE MODELE CEQUEAU
Le modèle CEQUEAU a été utilisé pour modéliser l'apport en eau, en différents bassins en Tunisie. Parmi les références bibliographiques desquelles nous nous sommes inspirés pour ajuster les paramètres du modèle CEQUEAU, nous citons les travaux de Hénia (1987), Harndi (1993), Gribaâ (1997), Ayadi et Bargaoui (1998) :
Pour l'estimation de l'ETP et de l'ETR, nous avons consulté Hénia (1987) qui a analyse le climat et les bilans de l'eau en Tunisie dans un essai de régionalisation climatique par les 1 bilans hydriques, et qui il fait une étude analytique détaillée sur les pluies, les facteurs intervenant dans leurs variations, l'évapotranspiration, l'évapotranspiration potentielle, les 1 modèles de son estimation, pour terminer par une approche agroclimatique et une régionalisation climatique de la Tunisie à partir des bilans hydriques. Nous avons pui.<:é de cette étude l'évaluation de l'ETP sur le bassin, le rapport ETRlETP et nous l'avons utilise pour critiquer l'ETP calculée par les équations de Thornthwaite. Ce qui nous permet de comparer l'ETP observée sur le bassin avec celle calculée par le modèle CEQUEAU. .
Le projet de fin d'études: modélisation des crues de l'oued Hatab à la station de Khanguet Ezzazia, (Hamdi, 1993) consiste à appliquer le modèle hydrologique CEQUEAU 1 pou~ reproduire les débits observés à la station hydrométrique de Khanguet Ezzazia sur l'oued Hatab. Cette reproduction est obtenue en effectuant le bilan hydrologique sur chaque parcelle., 1 à chaque jour en représentant chaque carreau par trois réservoirs: lacs et marais, sol et nappe dont les paramètres sont identifiés par essai et erreur en considérant le critère de Nash comnre critère d'identification.
Nous nous sommes inspirés d'une liste (Morin, 1995) indiquant pour différentes superficies de bassins sur lesquelles a été appliqué le modèle CEQUEAU les param~tres identifiés sur ces bassins.
Le projet de fin d'études élaboré par.Gribaâ (1997) traite un problèm~ die l'hydrogéologie et représente la nappe profonde de Bou Hafna par le modèle mathérmtiqme 1 MULTIC. Cette étude permet de s'inspirer du procédé de calage du modèle et de coI1112.Ître ne débit pompé de la nappe. 1 3 1 1 L'article «modélisation des écoulements de l'oued Miliane par le modèle CEQUEAU» paru dans le journal des sciences hydrologiques (Ayadi et Bargaoui, 1998) présente l'application du modèle de simulation de quantité CEQUEAU pour la reconstitution des débits moyens journaliers et mensuels de quatre stations hydrométriques et des niveaux moyens journaliers dans le barrage de Bir Mcharga. L'analyse porte sur les variations des débits moyens journaliers et du plan d'eau dans un réservoir de stockage ainsi que sur une évaluation des performances du modèle appliqué dans le bassin de l'oued Miliane. Le contrôle du modèle comprend une analyse des séries résiduelles. 1 1
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1 1
1 1 4 1 1
1 1 Chapitre z le cadre Vltl}sique de l'étude
1 1
1 1 1
1 2.1 LE PROJET MERGUSIE SUR LE BASSIN DE L'OUED MERGUELLIL
2.1.1 Laproblématique
L'e8;u, ressource rare en Tunisie, est mobilisée mais insuffisamment rationalisée, les problèmes de sa gestion sont donc cruciaux. S~s fo~ctions vitales sont indéniables donc nolllS devons à tous prix la préserver. C'est pour cette raison que l'état a lancé une dynamique de recherche à double défi :
mobiliser au maximum les ressources disponibles, 1 réduire la demande en eau en optimisant son usage, en particulier dans le sectem agricole. 1 Le but est de maintenir UIie adéquation entre offre et demande à 1'horizon 2020 et de mettre en placé, dès à présent, une stratégie nationale de l'eau. Plusieurs directions techniCJl!es du ministère de l'agriculture ainsi que plusieurs projets, nationaux et internationaux., participent:à cette recherche.
La DGRE, l'IRD, l'ENlT et l'INAT sont partenaires pour l'évaluation, la modélisaticm
de la ressource et l'étude de l'impact des aménagements sur la ressource sur le bassin \"ersamt . " ,.' de l'oued Merguellil, dans le cadre d'un projet intitulé MERGUSIE (Merguellil, Etuœ de Jla - ,1 ~ 1 ressource, Gestion et Usage Intégré de l'Eau), qui s'intéresse entre autres à la gestioo et à 1 l'usage intégré de l'eau. 2.1.2 Les objectifs
Les objectifs visé.s par ce projet sont les suivants:
-/ Il s'agit tout d'abord de mieux comprendre le fonctionnement des systèmes el] phce, ~e diagnostiquer son niveau de performance, et de détecter les principaux problèmes. -/ La seconde phase consiste en une formalisation des diagnostics obtenus préc:éàemmem par modélisation du milieu, et mise au point d'outils d'aide à la décision. Cest èans ..ce cadre que s'inscrit notre projet de fin d'études. -/ Enfin le troisième axe s'intéresse à la formation des cadres institutionnels potEr 3f-pliqwer 1 les méthodes adéquates ainsi développées. 1 6 1 1 2.2. PRESENTATION DU BASSIN VERSANT DE L'OUED MERGUELLIL
2.2.1 Le milieu physique
2.2.1.1 Localisation géographique
La Tunisie centrale compte principalement trois grands bassins versants: le premier est drainé par l'oued Zéroud, le second par l'oued Merguellil et le troisième celui de l'oued Nebhana qui draine le flanc méridional de la dorsale (Figure 2.1). 1 Le bassin du Merguellil constitue le 'cadre de notre étude et couvre une superficie de 1190 km2 au barrage d'El Haouareb. Les cours d'eau de tête prennent naissance au sud de la viLHe 1 de Makthar, à quelques 60 km à vol d'oiseau de son exutoire na~rel que constitue la plaine de Kairouan. , En effet, le bassin versant de l'oued Merguellil est limité au nord par la retombée sud des Djebel Ouslat, au sud par le plateau d'El,Ala, à l'ouest par le Djebel Barbrou et le hanrt plateau de la Kesra, et à l'est la plaine de Kairouan qui constitue son exutoire naturel. 1La partie nord- ouest du bassin du Merguellil se trouve dans le gouvernorat de Süiarna, le reste, près de 80% de sa superficie est entièrement situé dans le gouvernorat de Kairouan ((Directi@n CES, 1986). 1 La partie du bassin, concernée par cette étude est limitée à l'est (vers l'aval) par le "'eITro' d~TF! Haouareb fermé par la ligne du barrage d'El Habib qui s'appuie sur les Djebel Ain El Rhornb 1 et El Haouareb. Géographiquement, cette zone est comprise entre 35° 25' et 35 50' de htitUJile Nord et entre 9° 9' et 9° 45' de longitude Est (IG.NF, 1957a. 1957c, 1957f, 1957g).
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Figure 2.1 : Carte de sitllation du bassin versant de l'ouedl'rfergllellil (BollZaiane & 1 Lafforgue, 1986) 1 8 1
1 2.2.1.2 Les sols, le couvert végétal et l'érosion
Dans le bassin versant du Merguellilles sols sont de texture argileuse à sableuse avec des sables grossiers. La partie haute du bassin comporte des sols peu profonds sur une croûte calcaire rigide, le reste du bassin étant formé de sables profonds sur des grès. Le couvert végétal actuel décroît de l'amont vers l'aval. Les parties supérieures du bassin sont couvertes de forêt et maquis (Forêt de la KESRA) dégradés avec de grandes surfaces qui ont été dénudées par le surpâturage et le défrichement. Ces deux actions ont provoqué, sur l'ensemble du bassin, la destruction de la végétation spontanée laissant en place les broussailles et les espèces fourragères non pâturables, et dont la couverture ne permet plus la 1 protection du sol contre l'érosion. Deux formes d'érosion prédominent sur le bassin de Merguellil, il s'agit de l'érosion en 1 nappe et de l'érosion en ravines qui est très marquée dans les zones constituées de sols , sablonneux non couverts, à pentes modérées et raides. Les sols argileux, peu profonds, peUl perméables et inclinés sont modérément à sévèrement érodés (Direction de la CES, 1986).
2.2.1.3 Contexte géologique et hydrogéologique
La couverture lithologique du bassin de Merguellil a été tirée de la carte géologique a l'échelle 1/200 000 (figure 2.2). Pour avoir plus de détail nous avons consulté les cartes 1 géologiques disponibles à l'OTC à l'échelle 1/50 000, qui sont au nombre de trois à savoir la carte de Makthar, Haffouz et Djebel Trozza. 1 Le terrain le plus ancien affleurant dans le bassin versant de Merguellil est d'âge triasique. Le terrain le plus récent est attribué aux alluvions du Pléistocène supérieur, Holocène. La région de Makthar est un carrefour géologique entre le sillon tunisien, l'atlas tunisiern oriental et la zone de Tunisie centrale. Le bassin de Skhira, au sud de Makthar est situé sur la Dorsale qui sépare le Nord de la Tunisie de la zone centrale. Cette dorsale définit les; antagonismes climatiques qui existent entre le nord et le sud tunisien.
Lors de notre passage sur le sous bassin de Skhira (avril 1999), nous avons pu mettre em évidence deux grandes zones morphologiques que nous retrouvons sur la carte géologique. III s'agit du Djebel Kesra au Nord- Est et de la forêt de Kesra qui sera considérée comme 1 englobant le reste du bassin. Le substrat géologique de la forêt de Kesra est essentiellemenn 1 constitué de marnes. L'infiltration dans cette partie du bassin est très faible. Il faut d'ailleurs 9 1
préciser que les hydrogéologues n'ont pas mis en évidence la présence de nappe. En plusieurs 1 endroits, on peut remarquer que la roche affleure, mettant en évidence des surfaces lisses et imperméables propices aux ruissellements. La structure géologique du plateau de Kesra est assez différente puisqu'il est ici question d'une région calcaire. Il s'agit d'un plateau pierreux de 25 km 2 environ, au bas duquel on observe la présence de sources. En revanche, dans le sous bassin de Haffouz, nous avons pu mettre en évidence la présence de la nappe de Bou Hafna ainsi que le matériel sableux qui mentionne bien l'importante perméabilité de cette zone du bassin. Nous avons déterminé, avec la collaboration de Baba Sy M.(1999), quatre classes de matériaux géologiques regroupés selon leur degré de perméabilité (tableau 2.1). Ces classes 1 nous permettent d'ajuster l'un des paramètres du modèle (CIN qui représente le coefficient d'infiltration du réservoir sol au réservoir nappe). 1 Classe 1 Très Permh!Ie 2 Penn6ab~ 3 Pêt.: Pen:né2.."ie 4 lrnpermi:abè
N 1 A 1 • Marnes
• Marnes et Calcaires
• Marnes et grès
Calcaires Dépôts sa bleux
Grès et sables Alluvions
• Dépôts limoneux mi Lac Echelle; 1/400 000
~.._-_. -----... __..._- .. -----'-' -----
Figure 2.2 : Carte géologique du bassin de Merguellil (1/400 oort) 1 (Kingumbi, 1997) Extrait de la légende de la carte géologique de Tunisie, feuille de Makthar- Kairouan 1 10 1 1 Dans le tableau 2.1, nous avons présenté quatre classes selon les matériaux géologiques et leur pennéabilité.
Tableau 2.1.: Matériaux géologiques et leurperméabilité
Classe Matériau et formation Appréciation de la perméabilité Ir Ma Aquitanien (sables fins, -argiles et sables grossiers (El Haouaria indifférenciée). * Sables fins et argiles (El Haouaria inférieure). * Sables grossiers à dragées de quartz (El Haouaria 1 supérieure). Cap Aptien calcaires dolomitiques. 1 * Calcaires du Turonien très fissurés (El Haouareb). 1 Très perméable • Barrémo-Albien, calcaire massif (fo~ation Sery, Sidi Aïch, Bouhedma). • Calcaire à Nummellites ou à Globigérines de la fonnation Bou Dabbous ou El Gueria. • Formation Abiod. • Aquitanien inférieur à moyen, sables et grès grossiers
(fonnation Bou Hafna). 1 1 • Mio-plio quaternaire (fonnation Segui). Mb-ll Langhien inf~rieur- Burdigalien. 1 * Grès carbonatés bioclastiques, argiles siliceuses et sables grossiers (Halloufet Oued Hammam). Cv Vraconien (calcaires et dolomies massives). M-PI Mio- pliocène (sables, argiles noires et calcaires Perméable lacustres conglomérats silts et argiles bariolées (Segui). Q Pléistocène moyen (silts consolidés à concrétions calcaires). Ms-t Serravallien- Tortonien (argiles gypseuses et gypses laminés, conglomérats et silts rouges). • Burdigalien (fonnation Aïn Grab). 1 • Alluvions récentes (sables et argiles). 1 11 1 1 Tableau 2.1 : Matériaux géologiques et leur perméabilité (suite) Classe Matériau et formation Appréciation de la perméabilité .. Q5 Pleistocène supérieur à Holo,cène (sables fins et limons fluvïo- éoliens localement encroûtés). o Ma Oligocène- Aquitanien (argiles, silts et calcaires gréseux bioclastiques et sables fins (Kobrous El Haouaria». gQ QI: Pléistocène moyen à supérieur (Glacis et cônes 3 de déjection localement encroûtés, sables à concrétions Peu perméable 1 calcaires et croûtes feuilletée blanches localement conglomératique. 1 a2 sables, limons et galets (laisses de crues). o Oligocène (sables fins). • Oligocène inférieur à moyen, alternance de marnes gypseuses + silt + grès et sables (formation Cherichira). • Turonien. • Aquitanien supérieur, Burdigalien inférieur; silt, argilites, gypse (formation Messiouta). 1 Formation Chérahil (Ltétien- Priabonien) marnes et calcaires lumachel~iques, lumachelles et dolomies 1 (Souar et Cherahil). • Lutetien-Priabonien, Mesonummulitiques, marnes et lumachelles (formation chérahil).
4 • Sénonien inférieur, marno-calcaires (formation Aleg), Imperméable .Cénomanien, avec par endroit des alluvions récentes inséparables (formation fahdène). •Serravallien- Torbonien, marnes gypseuses + grès (formation Saouaf).
• La perméabilité est estimée selon Baba Sy, 1999. 1 1 12 1
1 2.2.1.4 Le réseau hydrographique et la morphologie du bassin
Le cours d'eau principal draine la quasi- totalité du bassin versant. Il prend naissance sur le haut plateau de Makthar et devient successivement l'oued Bahloul, oued Skhira, oued Kerd, pour enfin prendre le nom d'oued Merguellil. Ses principaux affluents se trouvent en rive droite. Il s'agit principalement de l'oued Morra, l'oued Zebbes qui draine le plateau d'El Ala, l'oued Hammam qui draine le flanc nord du Djebel Trozza et l'oued Zitoune qui en draine le flanc sud. Les caractéristiques morphologiques du bassin versant de Merguellil ont été déterminées par (Kallel et al., 1975). Elles indiquent que ce bassin est plus au moins homogène, allongé 1 avec un reliefrelativement fort (tableau 2.2) 1 Tableau 2.2 : Caractéristiques morphologiques du bassin de Merguellil à plusieurs sections de son cours (Kallel et al, 1975)
Bassin S P Kc L 1(km) Ip Ig Ds(m) Hmed Hmax Hmin H N H",. D(m) (Ion') (Ion) 1 (km) Skhira 188 54 1.13 13 12 0.18 22.23 300 810 1226 590 985 650 335 Haffouz 675 117 1.29 43.2 i 15.3 0.13 13.1 336 600 1226 260 900 335 565 El 1120 162 1.37 63.3 17.; 0.11 10.0 333 510 1226 200. 860 255 630 Haouareb
Avec: 1 S: La superficie du bassin versant P: Le périmètre du ba~sin 1 Kc : L'indice de compacité L: La longueur du rectangle équivalent 1: La largeur du rectangle équivalent Ip : L'indice de pente de Roche Ig: L'indice de pente global D: La dénivelée Ds : La dénivelée spécifique Hmed: L'altitude médiane Hmax: L'altitude maximum du bassin 1 Hmin: L'altitude minimum du bassin H 5%: L'altitude au-delà de laquelle se trouve 5% de la superficie du bassin 1 13 1
1 H 95%: L'altitude au-delà de laquelle se trouve 95% de la superficie du bassin Ces caractéristiques ont été actualisés par (Kingumbi, 1997) à partir d'un MNT (modèle nwnérique de terrain) ; (tableau 2.3).
Tableau 2.3 : Caractéristiques morphologiques des sous bassins du Merguellil (Kingumbi,1997) Bassin S (km') Hmln(m) Hmu:(m) H~% (m) Hmed(m) H5%(m) D(m) Skhira 192.9 584 1215 652.3 813.8 1039.8 387.5 Morra 12.1 578 738 598.8 657.4 714.7 115.9 (barrage) HaffouzT 663.0 247 1215 329.6 595 912 582.4 1 Zebbes 181.3 350 739 423 421.0 653.2 230.2 Haouareb 1192.3 192 1215 250.4 504.1 866.6 616.2
1 Les caractéristiques morphologiques (tableau 2.2 et 2.3) présentent des différences.
Par exemple pour la station de Skhira la valeur de H 5% est différente dans les deux études, •>. ceci est dû à la différence entre les tracés de la limite au niveau du plateau de Kesra.
2.2.1.5 Les écoulements dans le bassin du Merguellil
D'une façon générale, le ruissellement constitue la partie de la pluie qui n'a été ni " interceptée, ni évaporée, ni infiltrée, ni retenue dans les dépressions imperméables. EIDle 1 s'écoule sur la surfaœ du sol par diverses voies jusqu'à rejoindre le réseau hydrographique. Le ruissellement est tributaire de plusieurs facteurs, dont les principaux soIIlt: 1 l'intensité de la pluie, la couverture du sol, sa capacité d'infiltration et son état de sanrration au moment de la pluie. Son estimation, jusqu'à présent, constitue un problème majeur. Plusieurs auteurs omt proposé des formules empiriques pour l'estimation du ruissellement moyen annuel en Tunisne. Parmi ces dernières, on peut citer la formule de Tixeront et Berkaloff (1951), la fonnule de Montmarin (1952), la formule de Fersi (1978), la formule de Ghorbel (1979), cités par AyChdi (1986). Cependant, l'évaluation précise du ruissellement reste tributaire de la qualité et de la longueur d'observations des débits des cours d'eau au niveau des exutoires des sous- bassims versants. Ayadi (1986) a utilisé les données provenant des stations hydrométriques (OGRE) qui 1 existaient à ce moment pour aboutir aux résultats suivants (tableau 2.4) concernant le bas.sin 1 versant de Merguellil. Ce tableau donne le ruissellement moyen observé et reconstitué avec et 14 1
1 sans l'année hydrologique 1969-1970 qui constitue une année exceptionnelle dans l'histoire de 1'hydrologie tunisienne.
Tableau 2.4 : Ruissellements moyens annuels observés et reconstitués Station S Années Moyenne observée Moyenne observée Moyenne reconstituée Moyenne reconstituée (kml) observées avec année sans année sans année avec année 1969-]970 1969-1970 1969-1970 1969-1970 J J J L(mm) V(IO"m ) L(mm) V(IO"m ) L(mm) V(IO"m ) L(mm) V(lOom") 28.76 29.45 Skhira 188 7 - - 25.62 4.82 5.41 5.54 1 Haffouz 675 12 39.17 26.44 19.18 12.95 23.76 16.04 26.42 17.84 Sidi 890 5 - - 26.32 23.43 29.66 26.4 32.99 2936 Bouidaria
1 Pour le bassin de Merguellil, elle a établi une équation entre la lame d'eau moyenne ruisselée et de la pluie moyenne annuelle à l'exutoire. 1 Ainsi, étant donnée la variabilité de la pluie moyenne sur le bassin, la lame d'eau moyenne annuelle ruisselée vane de 40 mm à l'amont du Merguellil au niveau du haut plateau de la Kesra, à 15 mm à l'aval du bassin (Ayadi, 1986).
R= 0,02.P 1,27 (1) Avec: R: la lame d'eau moyenne annuelle ruisselé en mm P: la pluie moyenne annuelle à l'exutoire en mm
Les lames ruisselées moyennes annuelles, observées sur une période commune aUlX 1 deux stations de HaffollZ et de Sidi Boujdaria sont respectivement de 22,1 mm et de 28,6 mm. (Bouzaiane & Lafforgue, 1986). Le volume moyen du ruissellement calculé à HaffollZ sur ]2 3 1 ans (1968- 1969; 1970- 1982) est de 12,7 millions de m , ce qui correspond à une laIIDe ruisselée annuelle de 19,8 mm. Sur le haut bassin versant du Merguellil, les crues contribuent à plus de 75% die 3 l'écoulement total. Elles apportent annuellement, en moyenne, 4,8 millions de m , ce qlllÏ correspond à une lame ruisselée moyenne de 25.5 mm (Rabhi, 1997).
Le débit moyen annuel de base, dans le bassin de Skhira est d'environ 50 Us (Rabhri, 1997). L'apport annuel moyen de base de l'oued Merguellil calculé sur l'ensemble de la périoc!le d'observation (1974- 1996, soit 22 années), au niveau de la station de Skhira est de l,57 1 millions de m3 ce qui correspond à une lame d'eau écoulée de 8,35 mm soit près du quart des écoulements totaux. 1 15 1
1 La moyenne des débits de base calculée sur quinze ans (1966-1982) (sans tenir compte de l'année hydrologique 1969-1970), est de103 Ils pour le Merguellil à HaffollZ et 244 Ils à Sidi Boujdaria, soit des apports annuels respectifs de 3,25 Ïnillions de m3 et de 7,7 millions de m3 (Bouzaiane & Lafforgue, 1986).
2.2.2 Données climatiques
La Tunisie centrale, région dans laquelle se situe le bassin versant du Merguellil, connaît un climat de type aride et steppique, caractérisé par des étés chauds et secs et des hivers frais et humides. Ainsi, le nord ouest du Merguellil est caractérisé par un climat semi-aride 1 inférieur et supérieur à hiver frais, tandis que le reste du bassin a un climat semi-aride supérieur à hiver tempéré. Cependant les reliefs des Djebel Trozza et Ouslat se classem dans 1 l'étage climatique semi-aride inférieur à hiver tempéré du fait de leurs altitudes (Bouzaiane et Lafforgu~, 1986).
2.2.2.1 Les températures
Les températures ~oyennes annuelles se situent entre 15°C et 20°C, elles soni plus élevées à l'Est qu'à l'Ouest et décroissent des basses altitudes vers les hautes altitudes. A l'échelle mensuelle, le mois le plus froid est le mois de janvier avec une tempélature 1 moyenne inférieure à 10°C, le mois le plus chaud est, soit le mois de juillet, sort le mois d'août, avec une température moyenne supérieure à 25°C. A partir du mois de juin eltjU5qU'am. 1 mois de septembre, les moyennes sont supérieures à 20°C (Bouzaiane et Lafforgue, 1986). En hiver, les minimales moyennes s'abaissent au-dessous de 7°C. De plus, la gelée ~u so([ est possible dans toute la région pendant la période allant de décembre à février. A1!JL IOOis de janvier, le risque de gelée est permanent sur les hauteurs de Makthar, les valeUi!'5 y étaml: inférieures à 3°C. A partir du mois de novembre et jusqu'au mois d'avril, soit pendam 6 mois., les minimales moyennes sont partout inférieures à 10°C. La période la plus chaude correspond aux mois de Juillet et Août. Les tem.péIatures moyennes mensuelles maximales dépassent pendant toute l'année 12°C.
Dans le bassin versant de Merguellil l'amplitude thermique moyenne mensuelle diminwe 1 avec l'altitude, alors que l'amplitude thermique moyenne annuelle, exprimant la différence 1 16 1
1 entre la température moyenne du mois le plus chaud et la température moyenne du mois le plus froid, augmente avec l'altitude (tableau 2.5).
Tableau 2.5 : Amplitude thermique moyennes FC) de la région de Merguellil (Bouzaiane et Lafforgue, 1986)
Station S 0 N D J F M A M J J A Moyenne 1 annuelle
Ousiatia 13.1 11.8 11.3 10.0 9.7 10.5 11.3 11.8 13.8 15.7 16.8 16.1 16.7 1 1 Sbiba 13.4 11.8 11.1 10.2 10.1 10.6 11.4 11.3 13.8 15.6 16.9 16.5 17.2 Makthar 12.3 9.7 8.6 7.7 7.1 8.5 10.1 11.9 13.5 14.2 14.7 14.2 19.8
1 Moyenne 12.9 11.1 10.3 9.3 9.0 9.9 10.9 11.7 13.7 15.2 16.1 15.6 17.9 ..
2.2.2.2 Le régime'des précipitations
Il faut noter de très grandes variations inter- saisonnières et inter- annuelles au niveau du 1 régime des précitations (Zahar, 1997). Une très forte majorité des pluies précipitées sont sous forme d'orages particulièrement 1 violents, spécialement au printemps et en automne. Les relevés pluviométriques indiquent que ~O % de la pluviométrie annuelle sont enregistrées sur une période allant de septembr~ à mai. Malgré les différences d'une année à l'autre, nous pouvons estimer que la moyenne annuelle des précipitations varie entre 250 et 450 mm dans le sens nord- sud et de la Dorsale vers le sud- est (Figure 2.3).
1 1 17 1 1
1. '-,. , \ \ \ \ ,, ,.. _-",,-'" 1 1
".
, , , .' ., ,
Figure 2.3 : Carte des isohyètes des pluies moyennes allllll!!lfes 1 III : Bassin hydrologique du centre 1 (Zahar, 1997) 2.2.2.3 l'évapotranspiration potentielle
Les mesures de l'évapotranspiration potentielle étant rares, plusieurs formules ont été essayées pour calculer cette évapotranspiration (Bouzaiane et Lafforgue), tableau 2.6. Il apparaît que la formule de Thornthwaite donne des valeurs très faibles comparativement aux autres. La formule de Penman exige plusieurs éléments climatiques.
1 18 1 1 ~ A Kairouan, l'ETP annuelle (tableau 2.6) calculée par la fonnule de Penman est celle qui 1 s'":accorde le mieux avec les valeurs mesurées à Hendi Zitoun (station voisine de latitude nord 4~D.92 Gr, de longitude est 8.6220 Gr et d'altitude 65 m) (Bouzaiane et Lafforgue, 1986).
Tableau 2.6 : Evapotranspiration potentielle à Kairouan (Bouzaiane et Lafforgue, 1986)
Calclllée par la formule de S 0 N D J F 1\1 A M JJA Total Annuel Turc 134 105 63 47 47,5 64 87,5 113 145 162 190 170 1335 Thomthwaite 128 80 40 22 17 22 36 57 98 147 189 182 1018 Penman 150 107 74 51 58 73 102 133 184 221 239 215 1607 MlSIrée (Hendi Zitoun) 212 130 71 53 45 43 79 1I5 156 239 273 258 1675
1 Selon Penman :
E =f(u)[e - e] (en mm 1j) (2) 1 a w Où ewest la tension de vapeur saturante (en millibars) à la température de l'air, ew- e = 6. e lreprésente le déficit de saturation et feu) est un fonction du vent à détenniner empiriquement.
et l'ETP =(6./yRn+ Ea)/(l+ 6. Iy) (3) où 6. : pente de la courbe ew(T) et y la constante psychrométrique. Thomthwaite caractérise l'évapotranspiration potentielle (évapotranspiration d'une surface qui serait suffisamment approvisionnée en eau pour évaporer la quantité d'eau maximale pennise par les conditions climatiques) par le seul facteur température. La 1 relation est de la fonne : (4) 1 où e : l'évapotranspiration mensuelle en cm, t : température moyenne mensuelle en oC. Tous deux se rapportent à un mois fictif de 30 jours de chacun 12 heures d'ensoleillement maximal possible. a se calcule au moyen d'un indice de température calculé de la façon suivante: nous
t) 1.514 considérons un indice mensuel i =(5" et un indice annuel 1 qui est la somme des 12
indices mensuels ainsi calculés pour chaque mois de l'année. Nous avons alors: (5) c varie en fonction inverse de I, de telle sorte que la relation peut s'écrire: 1 (6)
1 19 1
1 - Turt, de sa part, a proposé une formule pour le calcul de l'évapotranspiration réelle d'une $Uff3.L"e : p E=~ avec L = 300 + 2St + O.OSe (7) VO.9+ l!
dans laquelle E est l'évapotranspiratio~annuelle moyenne en mm, P la pluviométrie annuelle BIloyenne en mm et t la température moyenne au-dessus de la surface (OC).
Ces formules qui peuvent rendre des services dans le classement des climats, ne 1 permettent pas en fait de calculer l'évapotranspiration à des fins de bilan hydrologique «Roche, 1963). l' La figure 2.4 montre que l'ElP minimale se situe en hiver (12% environ du total annuel d'après Bouzaiane et Lafforgue, 1986). Elle est maximale en été (près de 40% de H"ETP annuelle). Ceci étant, quelle que soit la méthode utilisée pour estimer l'évapotranspiration, le alléficit hydrique est certain, l'évapotranspiration potentielle étant très supérieure à la ]pluviométrie. Le modèle CEQUEAU adopte la formule de Thornthwaite pour estimer H"'évapotranspiration (quoiqu'elle la sous-estime) du fait que son application ne demande pas 1 !beaucoup de données à préparer (uniquement les données de température). En outre, il Iremèdie à cette sous-estimation par un terme correctif comme nous allons le voir dans le 1 chapitre 3.
1 1 20 1 1
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Figure 2.4 : Evapotrallspiratioll potelltielle (Bouzaiane et Lafforgue, 1986)
?1 1 1 2.3 LES DONNEES DISPONIBLES SUR LE BASSIN
2.3.1 Les Températures 2.3.1.1 L'élaboration des données
Il n'existe pas de mesure de température sur le bassin lui- même. Nous avons considéré deux stations à proximité, celle de Makthar en amont du bassin, et celle de Kairouan en aval du bassin. Les caractéristiques géographiques de ces stations sont précisées dans le tableau 1 2.7. Tableau 2.7: Altitude et localisatioll des stations utilisées 1 (Bouzaiane et Lafforgue, 1986)
Station Altitude (m) Latitude, Nord Latitude, Est (0 ") . (0 ") Kairouan 66 35° 40' 33" 10° 06' 16" Makthar 937 35°51'11" 09° 12' 16"
2.3.1.2 Analyse et critiques des données 1 La combinaison de ces deux stations nous a donné une bonne approche des valeurs 1 moyennes sur le bassin. La période d'observation étant de 1995 à 1998 (tableau 2.8) Nous constatons que les températures décroissent avec l'altitude, que les températures moyennes mensuelles sont minimales pour les mois de décembre,janvier et février; celles- ci descendent en dessous de 10°C pour la station de Makthar. EUes sont comprises entre 10°C et 20°C pendant les mois d'avril et de novembre et eUes dépassent les 20°C pendant les mois de juin, juillet, août et septembre (Figure 2.5).
1 1 22 1 1 35 30 El Kairouan aMakthar 25 Û < 20 >. 0 E 15 1- 10
5
0 S 0 ND J FM A MJJ A mois
1 Figure 2.5: Températures mensuelles moyennes (oC) de la région de Merguellil moyenne sur 1995-1998 1 Tableau 2.8: Températures mensuelles moyennes (cC) de la région de !Jerguellil . moyenne sur 1995-1998 Station " FM A M J J A s o N D 1 Moyenne il annuelle Kairouan 12,9 13,2 14,9 17,7 22,2 27,5 29,7 30,0 25,7 21,0 16,5 13,5 1 20,4 ~! Makthar 8,8 8,8 9,4 12,1 17,6 22,7 25,7 25,7 20,5 15,6 11,8 8,6 1 15.G_ L-M_o,,-ye_n_n_e..1...--1_0-,--,9--,-_11---,-,0--,--_12---,-,_1..1...-1_4-,--,9-L_19---,-,_9--,---2_5,:...1---,-_27---,-,7----L_~.....:7,.....:8--'---2.....:3,,_1--'---1_8:...,3----"-_1_4.:....,;--,__1~,_O-L!__:8_,0_----'
La période la plus chaude dans le bassin de Merguellil, correspond alors aux mois de 1 juillet et août (tableau 2.9). Les températures moyennes mensuelles maximale~ dépassent 10°C pendant toute l'année, mais elles n'excèdent pas 38°C. 1 La période la plus froide de l'année correspond aux mois d'hiver, de décembre à février, avec des températures moyennes mensuelles minimales inférieures à 7°C. Ell~s restent inférieures à 10°C pendant les mois de mars, avril et novembre pour dépasser ce seuil le reste de l'année (tableau 2.10).
Tableau 2.9: Température ma.."âmale mensuelle (oC) moyenne sur 1995-1998
station J F M A M JJ A S 0 N D Tœoy Makthar 12,4 12,3 13,4 17,1 22,9 29,1 32,5 32,0 25,1 20,0 15,5 11,9 20,4 Kairouan 18,0 18,4 20,7 23,7 28,9 34,9 37,5 36,9 31,2 26,4 22,0 18,7 26,5 1 moyenne 15,2 15,4 17,1 20,4 25,9 32,0 35,0 34,4 28,1 23,2 18,8 15,3 23,4 1 1
23 1
1 Tabl~au 2.10 : Température minimale mensuelle (oC) moyennesur la période de 1995-1998 station J F M A M J J A S 0 N D Tmoy Makthar 5,1 5,1 5,3 7,2 12,2 16,3 1"8,9 19,4 15,9 11,2 8,1 5,3 10,8 Kairouan 7,9 7,7 9,0 11,8 15,5 20,1 21,9 23,0 20,1 15,6 10,9 8,2 14,3 moyenne 6,5 6,4 7,2 9,5 13,8 18,2 20,4 21,2 18,0 13,4 9,5 6,8 12,6
2.3.1.3 Validation des données
Les données météorologiques nécessaires pour fonner la base de données du modèle CEQUEAU comprennent les températures maximales et minimales journalières, qUI 1 proviennent de la base de données de l'INM. Les données sont celles de la station météorologique de Kairouan et de Makthar. 1 Le modèle utiiise la température moyenne de l'air sur chaquè carreau entier (défini dans le chapitre 3) pour déterminer l'évapotranspiration, la fonte de neige (ce qui n'est pas le cas pour notre région d'étude) et la nature solide ou liquide de la précipitation. Cette température moyenne est calculée à partir des températures journalières aux stations, à chaque carreau entier, par une méthode consistant à affecter à chaque carreau entier la 'station méLéorologique ~. la plus proche. Ainsi, la température sur le carreau entier est égale à la température Ge la station qui lui est affectée, corrigée d'une valeur qui dépend di! gradient thermique et de 1 l'altitude du carreau. 1 2.3.2 La pluviométrie
2.3.2.1 Introduction
Avant les années soixante, le service hydrologique de la Direction Générale dies Ressources en Eau (DGRE) n'était pas en mesure de répondre aux questions précises qui BJJ.li étaient posées car il ne possédait pas un réseau de mesure suffisamment développé (Kallet & al. , 1975).
Depuis 1965, et surtout après les crues de 1969, la situation s'est heureusement 1 améli(lrée. Mais la quantité et la qualité des données accumulées et archivées depuis ces années n'étaient pas encore suffisantes, pour pennettre de cerner avec une précision suffisa.rnte 1 24 1 1 les multiples aspects de ces régimes hydrologiques très capricieux. C'est depuis les années soixante dix, que le réseau de mesure a commencé à se développer en Tunisie centrale et en particulier sur le bassin versant de l'oued Merguellil, caractérisé par des régimes pluviométriques et hydrologiques très irréguliers.
L'étude hydrologique de la totalité du bassin versant de l'oued Merguellil, entreprise dans le cadre de la monographie de l'oued (BouzaYane et Lafforgue, 1986) n'a pris en compte que les données hydrologiques enregistrées jusqu'à l'année 1982.
1 Le but de cette partie est donc de mener un choix adéquat des postes pluviométriques quant à leurs localisations dans le bassin versant, ainsi que l'existence à l'échelle journalièIre 1 et la qualité, des données nécessaires pour le modèle CEQUEAU.
2.3.2.2 Données disponibles
Les coordonnées géographiques des différents postes d'enregistrement ont dû être
redétenninées car la localisation indiquée, basée sur d'anciennes références de carte5, était souvent inutilisable. Les coordonnées des postes ont donc été relevées au GPS (GloblBl Positioning System) en coordonnées géographiques par l'équipe JRD-DGRE. L'unité die 1 mesure est le grade ou le degré. ,Les cartes utilisées en Tunisie ont été établies d'après la projection de Voire!., bà5ëe 1 sur un réseau géodésique en coordonnées rectangulaire d'origine Carthage. Cependant, ni Les services de cartographie tunisiens, ni l'IGN français n'ont pu avoir des renseignements sur les paramètres de la projection et sur son origine exacte. Une formule de passage a donc. éîté établie par M. Pépin (IRD), à partir d'une régression sur semis de points relevés au GPS. Les formules sont les suivantes:
X deg =2,3375 +O,9.X !!fades
y deg = O,9.Y grades
Les coordonnées des postes qui nous ont été utiles sont regroupées sous forme de tableau en annexe 2.1. 1 L'ensemble des stations pluviométriques qui ont été récoltées est présenté en anne.u 2.2. Cependant plusieurs critiques sont à apporter à cet inventaire. 1
25 1
1 2.3.2.3 Sélection des données pertinentes
Le problème du choix des postes pluviométriques s'est posé en premier lieu. Il nous a semblé judicieux de ne sélectionner que les postes appartenant au bassin versant proprement dit ainsi que ceux situés à proximité immédiate de ce dernier. Nous avons retenu quarante et une stations qui sont présentées sous forme de diagramme à barres (tableau 2.11) et sur une carte de localisation (figure 2.6). Le tableau 2.12 présente vingt-quatre postes répartis à l'intérieur du bassin et dix-sept en dehors.
Les séries de pluie ont été obtenues auprès de la base de données pluviométriques à !la 1 DGRE. Elles ont été préparées en collaboration avec les personnels de l'IRD, de la DGRE et du CRDA de Kairouan. Ces données pluviométriques ont été traitées par le logiciel 1 «Pluviom ».
)- Présentation du logiciel de traitement des données hydrologique Pluviom
Ce logiciel de gestion des données, développé par l'IRD dans les années 80, est utilisé par de nombreux services hydrologiques, répartis dans une trentaine de pays. Il co:u.ceme na gestion des données pluviométriques et est utilisable localement sur un PC sous Msnos.
1 Il permet, [BOYER et al, 1991]:
1 • La gestion des données signalétiques des stations (sélection multi- critères possibles), • La gestion du fichier des pluies journalières, • La gestion du fichier des hyétogrammes (importation possible de fichiers issus de la tablle à digitaliser, de stations ELSYDE), • Le calcul des pluies journalières à partir des hyétogrammes (choix possible de l'origine em heure de la pluie journalière), ou le calcul de la pluie mensuelle, • L'édition d'annuaires, • L'importation- exportation de la base ou d'une partie.
1 1 26 - - - - - . , - -... , " - - h1Î
Tableau 2.11: Diagramme à br.;'~:3de: ~,;;ÜCl~Sill';l...iO~étriqucssur lè b:tssin ....ersan: de Me'rguellil
1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1961! 1970 198() 1990 1998 Ir trsur carte code nom·shtllon 1 1 5410204 Malctar PF 2 2 5410300 MaktharSM i- 3 6 6005311 Ain Baida - 4 7 6016911 AYnJelJoula 5 6 6060100 EIAla Ecole 6 9 6060211 EIA!a GN - 7 61 6088190 Dekikir 8 10 6137111 Bou Halna Pomoaoe 9 11 6162411 ehrichira Ecole 10 62 6188120 Fidh Ali (OOOiooV4\ 11 12 6218811 Diebel Trozza 12 13 6260100 Fidh Hammad 13 14 6296904 Gueria 14 15 6303011 Haieb El Avoun Del 15 le 6303711 Haffouz SM - 16 17 6303811 Haffouz DRE 17 19' 6308611 Barraee Haouareb 18 18 6309011 Haouareb Bled Sbitta 19 19 6309100 Haouareb 1 20 20 6321911 Henchir Bhima (SeriaI 21 21 6388404 Kesra B9 '. 22 22 6386604 Kesra Forêt 1--- 23 65 6388160 Abdessadok 24 63 63B83OO Fidh Ben Naceur 25 24 6406211 Moazil 26 25 6406904 Maibar 27 26 6417411 Messiou1a . 28 27 6440711 Messoudia-Chebika 1 29 61 6454411 8arraoe El Morra PG 30 28 6491411 Oued Haiar B4 31 29 6500411 Oualalla Forel ,-i 3' 30 6506511 Ouslatia INRAT -- - 33 31 6506611 Ouslalla GN 1 34 32 6516800 Haffouz Pichon - t- 35 33 6584704 Skhira 816 Kef Labeid "1' "'1 3ft 67 0823800 Sidi Boulderle : 1 37 34 6648304 Sidi Mbaek El Aveb 3a 35 6658600 Sidi Sallet Fralernité 3& 38 0858100 " Sidi SaAd1
.,10 .~!,I~I.§~dal;lgeage.~ ~u .. ,=~ =~M~·1J "'...... -...-. - ... ~II. ~I Il lM 1
,-' ------1
1 Pluviom propose un ensemble de logiciels, utilisables localement, pour la gestion des données pluviométriques et pluviographiques. Il manque cependant de fonctions de comparaison entre plusieurs postes, de visualisation, de cartographie.
Tableau 2.12 : Postespluviométriquesprésélectionnéespour l'étude
N°sur carte nom-station Latitude (0 ') Longitude (0 ') Alt(m) Cordonnées· ouverture fenaeture des mailles 1 MaktharPF 35 51 9 12 900 41 12 nov.QO d:c-98 6 AInBaida 35 31 9 43 297 17 43 sept-82 œc-98 7 AIn Jel10ula 35 48 948 175 38 49 mars-48 d:c-98 9 EIAIaON 35 36 9 33 466 24 33 Sepl-69 &1:-98 61 Dekikir 35 53 940 380 43 41 00-93 œc-98 Il Chrichira Ecole 35 38 9 50 321 25 50 œc-98 62 Fidh Ali (Œdipe :V4) 35 42 9 36 280 30 36 jaIl\--93 d:c-~8 1 12 Djebel Trozza 35 31 9 34 450 18 35 mars-78 œc-98 14 Gu.ma 35 46 9 26 674 35 27 nov.Q6 œc-98 15 Hajeb El Ayoun Del 35 23 9 32 350 7 33 dée-57 d:c-98 1 17 .. HaffouzDRE 35 38 9 40 280 20 45 sept~ œc-98 19 Barrage El Haouareb 35 34 9 45 250 16 28 févr-90 &1:-98 20 Henchir Blùma (Serja) 35 33 9 26 450 39 21 juin-80 &1:-98 22 Kesra Foret 35 49 9 21 986 32 35 oct-l888 œc-98 63 Fidh Ben Naceur 35 43 9 35 350 29 35 lm 25 Majbar 35 45 913 855 25 28 a"T-80 œc-98 26 Mes~iouta 35 38 9 27 661 24 55 jaIl\--80 iYOir 27 Messoudia~hebüka 35 37 9 55 110 :!9 24 mai-67 &1:-98 64 Barrage El Morra PO 35 41 9 23 590 33 36 rnan-% œc-911 29 Ouslatia INRAT 35 46 9 35 460 36 35 oct-61 œ.:-9li 33 Skhira B 16 KefLabeid 35 44 9 23 600 33 23 aofu-ï4 œc-98 65 Abdessadok 35 40 9 14 815 28 32 oct-93 à:c-98 1 37 . SIdi Saâd Jaugeage 35 23 9 41 238 6 42 mai-:51 œ.:-9S 38 Tella 35 48 9 14 861 38 14 jaIl\--SO œ.:-98
i me 1 * les coordonnées des mailles vont être définies et élaborées dans le 3 • chapitre.
En examinant le diagramme à barres (tableau 2.11) et la carte des postes pluviométriques (figure 2.6), nous nous apercevons qu'il existe des stations trés proches n'ayant pas fonctionné sur les mêmes périodes mais sur des périodes complénrentaires. Dams le fichier opérationnel, qui est le fichier des données «préparées» et qui servira d~ entrée am modèle, il convient de ne pas multiplier les postes de courte durée mais d'obtenir mOO1s die postes sur des durées plus longues (le maximwn admis par CEQUEAU étant de trente postes météorologiques). En fusionnant les stations voisines ensemble, c'est à dire, en fusamt combler les données manquantes d'une station pour une période donnée par celles de Ua 1 station voisine, très souvent située dans la même agglomération, nous obtenons dI.ans [e cms présent, vingt -quatre stations (tableau 2.12). Les opérations de fusion sont: 1 29 1 1 • Les stations Makthar PF et Makthar SM ont été fusionnées pour constituer Makthar PF. • Les stations El Ala Ecole et El Ala GN ont été fusionnées pour constituer El Ala GN. • Les stations Haffouz SM, Haffouz DRE, et Haffouz Pichon ont été fusionnées pour donner Haffouz DRE. • Les stations Kesra Forêt et Kesra B9 ont été appelées pour fonner Kesra Forêt. • Les stations Ouslatia INRAT, Ouslatia Forêt et Ouslatia GN ont constitué Ouslatia INRAT.
• Les stations Abdessadok et S.idi Mbarek El Ayeb ont été fusionnées pour COILc;ritueIr 1 Abdessadok. 1 2.3.2.4 Analyse et Critiques des données La pluviométrie moyenne inter- annuelle des postes pluviométriques retenus pour l'étude (moyenne des années 1995, 1996, 1997, 1998; saufpour la station àe Abdessadok et de barrage Morra où l'on dispose seulement des données pour les trois dernières'annees 1996" 1997, 1998), est présentée dans le tableau 2.13, ainsi que la pluviométrie mensuelle des postes ~ " pluviométriques retenus.
1 1
1 1 30 1 1 Tableau 2.13 : Pluviométrie moyenne mensuelle et inter- allllllelle (1995-1998) (en mm) des postes pluviométriques dans la régioll de Merguellil
Station S 0 N D J F 1"1 A M JJ A P mo)' annueIDe Makthar 91,8 23,1 26,4 23,5 74,9 65,2 37,0 42,7 41,3 37,9 0,0 62,6 526 Ain Beida 56,0 48,4 8,0 17,1 4,5 6,4 16,8 18,3 4,8 5,4 0,0 18,8 204 Ain Jeloula 105,1 36,9 19,1l 12,9 22,1 17,8 14,9 28,2 15,3 Il,8 6,1 18,1 309 El Ala 60,5 40,5 20,1 19,5 22,7· 19,2 24,2 24,5 14,2 23,9 3,1 19,7 2:92 Dekikira 99,1 39,9 28,0 20,9 32,3 30,3 24,5 26,9 13,8 23,1 3,6 32,8 3i5 Chrichira 60,1 33,8 18,5 17,0 20,4 12,5 19,6 22,3 61 21,1 1,1 28,6 316 FidhAli 78,0 46,0 24,6 10,5 27,6 16,4 26,8 20,4 16,4 26,9 2,1 20,3 316 - Dj Troza 68,9 42,8 16,6 11,7 25,6 16,2 30,8 39,9 8,2 13,2 5,5 18,2 298 Gueria 87,7 30,0 26,2 13,2 42,6 34,1 26,5 28,1 16,3 18,1 1,4 39,1 363 Haj El 87,1 53,8 26,3 14,0 25,1 20,6 41,8 49,9 9,8 25,4 14,3 38,6 407 1 Ayoun Haffouz 82,0 43,5 22,8 13,7 22,5 10,7 19,7 26,6 13,1 21,8 8,3 18,3 303 Haouareb 64,1 58,9 10,2 21,5 20,3 8,0 20,2 24,3 6,7 12,5 0,3 10,7 :57 1 Serja . 52,8 30,5 22,9 8,0 16,8 12,8 27,8 21,9 17,3 23,1 12,0 17,0 263 Kesra 111,6 36,8 33,9 22,7 64,9 30,8 42,8 41,9 29,0 28,5 8,4 54,5 505 Abdessadok 66,4 32,4 28,5 18,2 28,5 27,2 22,9 29,8 20,1 34,4 9,0 ' 34,4 352 Fidh Ben 74,1 42,4 23,7 7,4 25,6 2,8 11,4 18,5 13,0 26,3 1,5 16,8 263 Naceur Majbar 70,7 36,3 25,2 13,0 27,4 31,9 19,5 27,0 19,7 21,1 1,8 34,5 328 Messiouta 49,4 28,4 22,9 6,0 ,18,4 13,7 36,0 19,9 13,6 12,4 10,8 7,9 2.~9 Mess 77,9 67,1 15,8 6,9 16,3 6,5 21,1 23,9 1,1 9,3 0,0: 24,4 270 Chebika El Marra 73,8 26,8 16,3 16,7 37,7 48,5 26,9 31,7 30,3 21.,0 3,i- 23,2 35ï Ousseltia 123,8 29,6 29,4 25,7 38,8 26,7 20,4 28,3 23,9 20,2 9,4 38,7 ':[5 Skhira 71,0 43,5 25,0 8,7 38,2 3,0 24,6 19,0 17,8 20,1 1,4 22,6 295 1 Sidi Saud 59,5 42,6 15,8 9,8 12,0 8,9 26,4 41,6 12,0 10,3 0,0 31,! TiO Tella 73,4 33,8 22,1 19,1 49,3 30,8 27,1 28,8 14,6 26,5 0,0 30,4 356
1 L'examen du tableau 2.13 pennet de constater que, globalement, la distribUIfiOI. pluviométrique marque une irrégularité importante tant à l'échelle mensuelle qtU'à ['écfuel]~ des stations. Cette hétérogénéité pluviométrique spatiale et temporelle nous pOU5se i choisi: un modèle de simulation pluie- débit distribué* pour reproduire les débits sur le hasS:n.
En outre les stations situées en amont du bassin (Skhira, Ivlakhtar, erc..) en..~giscren· généralement des lames d'eau supérieures à celles des stations situées en avall (Eaou:1lTet etc..).
Dans la région de Merguellil, nous remarquons une variation de b plurviométruz, 1.
l'échelle mensuelle (figure 2.7). En effet, la pluviométrie moyenne mensuelle pOUf :0utes lE' 1 stations, varie entre 74 mm en septembre et 4 mm au mois de juillet.
1 * ce terme va être expliqué dans le chapitre 3, paragraphe 3.3.3. 31 1
1 100 ...,------,------,
80 ---S S 60 '-' ~ El 40 ~ 20
SON D J FMAM J J A mois
1 Figure 2.7: Pluviométrie moyenne mensuelle dans la région de Merguellil (1995-1998) 1 A l'échelle mensuelle, nous observons deux extremum l'un en automne (au mois èç septembre et d'octobre), l'autre au printemps (au mois de mars et d'avril). D'autre pan, nous constatons une diminution des pluies pendant les mois d'été, avec un minimum très net en juillet. La répartition annuelle de la pluviométrie (tableau 2.14) pour la station Haffouz DRE: prise comme une station de référence observée pendant une période de 20 ans (1979-1998) représentée dans la figure 2.8, nous indique une variabilité temporelle des observatioos. En effet, pour les stations suivantes: El Ala GN, Chrichira Ecole, Hajeb El Ayo~ P~ouz 1 DRE, Kesra Forêt, Ouslatia INRAT, Skhira B16 et Sidi Sâad Jaugeage; la pluviométrie moyenne annuelle varie de 232 mm à la station de Sidi Sâad Jaugeage, à 414 mm à la statioo 1 de Kesra Forêt; et de 188 mm en 1987 à 639 mm en 1990. Pour les années 1996, 1997, 1998 (choisies afin de caler notre modèle) nous remarquOlilS qUle l'année 1997 est plus pluvieuse, en comparaison avec le reste de la période. Nous avons porté sur la figure 2.8 la répartition annuelle de la pluviométrie. A l'échelle annuelle, il convient de signaler l'extrême irrégularité du régime pluviomëtriqUle variant entre 271 mm en 1983 et 701 mm en 1992 pour la station de Kesra Forêt par exempI 1 1 32 1 1 Tableau 2.14 : Pluviométrie moyenne annuelle (en mm) de quelques postes pluviométriques dans la région de Merguellil. Année EIAla Chrichira Hajeb El Haffouz Kesra Forêt Ouslatia SkhiraBJ6 Sidi Sâad Médiane GN Ecole Ayoun DRE INRAT Jaugeage 1979 343,6 292,2 264 235,4 363,7 358,8 381,4 210,1 318 1980 306 262,9 269,3 254,9 409 313,6 283,2 174,5 276 1981 202 188,7 132,1 144,7 297,9 272,7 247,3 138,3 195 1982 390,5 ,292,9 291,5 354,1 528,6 606,3 396,4 216,7 372 1983 257,8 211 260,3 227,3 271,1 256 200,3 213 242 1984 294,7 251,1 246,4 300,3 320,7 310,7 295,2 209,2 295 1985 296,6 192,4 239,8 250,2 360,5 321,7 254,7 129,6 252 1986 316,4 249,5 296 311,2 451,2 398,8 315,3 169,1 313 1987 169,7 177 210,4 142,5 275 184,5 186,8 159,9 181 1988 203,3 180,7 188,2 198,9 350,5 320,4 297,2 155,3 201 1989 268,7 290,7 212,5 239,7 345 298,7 307,5 21~,4 280 1 1990 707,5 663 563,5 750,1 671,5 635 576,4 542,5 649 19~1 342,5 357,5 248,5 300,3 305,7 455,3 315,5 275,9 311 1992 528,5 556 566,5 539,6 700,5 591 552,5 429,1 554 1 1993 220,6 187,5 228,3 187,9 341 238,2 266,9 176,9 224 1994 271, i 202 316,3 306,2 266,5 211,2 235,7 156,5 251 ". 1995 316,5 297,5 469,5 291,7 432,1 449,5 388,6 232,9 353 1996 328,7 271 395,5 316,7 619,6 410,5 378,5 253,9 354 1997 317,7 335 482 407 609,3 515,7 357,Î 352,9 382 1998 222,5 117,5 279 196,4 364,8 285 146,4 240,1 231 Médiane 301 257 267 273 362 321 302 212 , 287-1 " min 169,7 117 132,1 142,5 266,5 184,5 146,4 129,6 181 max 707,5 663 566,5 750,1 700,5 635 576,4 542,5 649 NB : ~es valeurs en gras présentent la médiane dans la série constituer par 20 ans (i979- 1 1998) 1 ,- Fi!!Ure 28: Rmiom!triede la stalion de H!ffollz DREpotir20 (1115 (1979- 1998) 1 800 .------=:::~------=----....:....------::....---..:....------., ! i ~ 1 ~ 1 700 .~ 1 ~ ~ 600 ~ \ ,~ ~1 fm ..;. \~ ~~ -;,; .;;f i~ ~ ::j, .;'f ;i ie.. ~ ~ " :i -\ i L ;1): ~ j 300 te ~ (; 11 ..~ " ~ ~ , i l~ 1\;; ... ~ " ~ i il 'S .~ :1 I~ 1 t " ~ \1 t .~.. .~ ~ l! r~ ~ <: ~ ~1 il' .-.~ j200 1 l ,è :l '; Il ~ ~ fl ~ ~ " I~ ~ ~ $ ~ " -': ~ j( ~ ~ i !! ï~ :~ i r, ;: ë .~ .. j ~ ï ~ h .~t1 ~ ~ ji 11 :~ ~" & i ~ "'(; 1 100 :g r- .1.' ~ I~ ~ '" I~ l' J~ ~ g ~ I~ f 1 i! f ) ~ Iii" i: I~ :~ ~ ; II li 1 ~ ~ :l; iif' i 1 i 'S I~ .. ~ ~ !: ~ ~ q i ~ .. ~ lior. '; ti • 12 i ..- ., ~ ~ 1 '" " ------_._- 33 1 1 Tableau 2.15: Classification selon la pluviométrie annuelle (1979-1998) de quelques statiolls pluviométriques sur le bassin de Merguellil Nombre d'années dans une classe Station C1 C2 C3 C4 1Total Hajeb el Ayoun 14 . 2 2 2 1 20 El AlaGN 10 8 0 2 1 201 Sidi Saâd Jaugeage 17 1 1 1 1 2CJl Skhira 816 10 8 0 2 1 20 Ouslatia INRAT 7 6 3 4 1 2CJl Kesra Forët 4 8 3 5 1 20 Haffouz DRE 11 6 1 2 1 201 Chrichira Ecole 16 2 0 2 1 20 1 Nombre d'années 89 41 10 20 1 16«Jl stations 1 qans le tableau 2.15 nous présentons pour quatre classes de la pluviométrie a..-muelIe, le nombre d'années où chaque classe a été observée: La classe Cl: P < 300 mm. La classe C 2 : 300 mm < P < 400 mm. La classe C 3 : 400 mm < P < 500 mm. La classe C 4 : P > 500 mm. 1 1 100 1 t/l 0) -0) 80 c: t/l 1 c: c: 60 .ca 0 "0 +:s 0) ca 1- ..... AO .0 t/l E 0 20 - Z 1 o -, 1 C1 C2 C3 C4 classe 1 L. Figure 2.9 :: Classificatioll seloll la pluviométrie anlluelle (1979-1998) pour IlJ!7 ersemlbIc 1 de stations pluviométriques dans la régioll de Merguellil 1 34 1 1 Nous remarquons que la classe de pluviométrie annuelle inférieure à 300 mm (figure 2.9) est prépondérante sur l'ensemble des stations avec 10 à 17 années sur 20 sauf pour Kesra et Ouslatia avec seulement 4 et 7 années sur 20. Si nous mélangeons les stations, cette classe devient prépondérante (89 années- stations sur 160). Il faut noter que la probabilité de la classe C4 dépasse celle de la classe C3 (distribution bimodale en figure 2.9). Plusieurs types d'erreurs peuvent survenir depuis la mesure jusqu'à la transcription finale sur un fichier informatique. Les erreurs les plus courantes sont les erreurs de lecture difficiles à corriger, les erreurs systématiques additives (telles le déplacement d'une station)., 1 les erreurs systématiques multiplicatives (comme le changement de superficie du cône récepteur d'un pluviomètre) ou les erreurs dues à un détarage progressif(comme la croissance d'arbres à proximité d'un pluviomètre), enfin les erreurs de transcription sur annuaires Of:l\ 1 .. fichiers informatiques. En fait, avant l'utilisation des fichiers de données pluviométriques, il est indispensable d'en contrôler" la qualité. Un historique circonstancié de la sta~on : déplacement de poste" changement d'appareillage, d'observateur, etc..., permet de localiser dans le temps les dares de ces changements de la condition de la mesure qui peuvent représenter d'éventuelles discontinuités dans les séries d'observations. Ainsi nous avons utilisé l'ajustement par la méthode du maximum de vraisemblance 1 par la loi Log normale pour les stations (figure 2.10) de Kesra et de Haffouz pour la përiode (1969- 1998). 1 Pour ces deux stations une bonne adéquation à la distribution statistique est obtenue. 1 1 35 -- LUJ. "Ilcour ...... ut:::: GRAPHIQUE D'AJUSTErvŒNT Observations KESRA~ 1 ~OOOO-.------~ 1 1 Uariable centrée réduite -3 -2 -~ o ~ 2 3 O.O~ O.~ ~ 2 3 4 S 6 7 a 9 9 .9 9 .99 1 . Probabilité de non dépassement x 10 -- Loi théorique GRAPHIQUE D'AJUSTErvŒNT ••... Observations HAFF ~OOOO ! '. j ,ooo~ ~ ï:: ~ .~ ~ 1 -;::... .. --:- ':l J ~...... ::. '-..::::... .:.?- 1 ~ ~OO ~ Uariable centrée réduite -3 -2 -~ o ~ 2 3 ~O-L_-..,.L---r----L_----.----l.~~~-J----.-.--..,...... J-.--__L-~__.L.,-_---.l O.O~ O.~ ~ 2 3 4 S 6 7 a 9 9 .9 9 .99 Probabilité de non dépassement x 10 Loi: LOG NORMALE Méthode: Maximum de vraisemblance 1 Figure 2.10 : Ajustemellt statistique des stations de Kesra et de Haffouz (1969- 1998) 1 36 1 1 Pour la station de Kesra, l'année 1995 correspond à une année de pluviométrie supérieure à la médiane, avec une pluviométrie annuelle de 432 mm et une probabilité = O.Î. L'année 1996 et 1997, correspondent à une période de retour de 7 ans (humide) avec une pluviométrie annuelle respective de 620 mm et de 609 mm. L'année 1998, correspond à une année déficitaire (inférieure à la moyenne). Pour la station de HaffollZ, l'année 1995 et 1996 correspondent à des années médianes, avec une pluviométrie annuelle respectives de 292 mm et de 317 mm. L'année 1997, correspond à une période de retour de 2,3 ans (humide) avec une pluviométrie annuelle de 407 mm. L'année 1998, correspond à une décennale sèche. 1 Essai de contrôle de la qualité des données 1 Pour contrôler la qualité des données retenues, nous avons choisi la méthode de la double masse, qui consiste à comparer les cumuls observés sur deux stations sur une même période de temps. En pratique, deux pluviomètres sont considérés en ne gardant que les enregistrements qui couvrent leurs périodes coinmunes d'observation. On réalise ensuite polA un pas de temps choisi, un cumul depuis l'origine des observations. Le graphe des cumuls smr : l'un des postes en fonction des cumuls calculés sur l'autre est finalement tracé. Si tous les postes sont situés dans une même zone climatique, le graphe ainsi obtenu dOG: avoir l'allure d'une droite. Toutes les cassures ou changements de pentes sont alors 1 susceptibles d'avoir pour origine une lacune dans les données ou une erreur de manipulatioEl (Brunet-Moret, 1971). L'objectiffinal de cette méthode est de valider les séri~s ou détecter les 1 erreurs systématiques (appareillage) et de les corriger, dans la mesure où elles sont confirmées afin de rétablir une pente constante 'de la droite. Etant donné que ce travail d'ajustement ne se fait que sur des pas de temps longs et qu'il n'aurait aucun sens à l'échelle de l'événement, la méthode des doubles masses ne nous servira qu'à détecter les éventuelles anomalies dans les séries. Les cumuls mensuels ont été calculés pour la période allant de septembre 1995 à août 1998. 1 1 37 _. - ~.' - - - - . .,. - - 2 ~,oo 2000 . 1000 • .,t 1500 ." ,r .~ HOO .. '1:'" .. I! . ... or. # 1000 ... c;:::> • :..: •• t' • 1000 ,. • ...,'- .- 500 .'. • .' .# •'00 . •• .. . .., . 0 0 500 1000 1500 lOO 1000 IlOO Sllhinl Skhlrn Vol 00 3 4 1500 1500 . ..' ../1 .#0 ," .1 .' 1000 .. .:t 1000 •• .. 0 ":l 1• ..c..," # v" • ~ ,. ~ •• ... 1 •• • .1.' "" 500 .. ~ 500 . • "" •• . .' • ., .. 0 ..- 0 0 200 400 600 ROO 1000' I:!OO 1·100 0 :!Cl0 ·\00 (i00 IWO 1000 1200 1'100 SII"II'" Skhlnl - - - - - ...... - - - 5 6 1400 .. 1200 .r ...... ~ .....~.. 1000 · E ROO .... · .. ' •J 3 -" .. ... :r. 600 •.. .. -' ...' 400 .. ..' 200 . OI---L"'----.-----,------r---r------I• t' • o , 500 1000 1500 2000 2500 600 'MIli 1000 1200 1400 1600 Mnl.thnr -_.'-' .,... _.- ...... -- .._.-_. --- ~_ .._.--- ï Il J.IOO 1·IClll I:lUCI .. 1200 fIl' ,.' .. ~ • JOOO 1000 • . .". • N ~ 800 XOO .. ::> . " . é , :;: .-'" w(,(lU .." ==600 ., . ..' -100 .." ·100 .' 200 200 , n .1 (1 II 200 ROO WOO 1200 I-Ion (1 '~(lO ·ICICI (;Ull 1':llU 1ll0ll 1200 1-IOll -----. IIl1lr,,"~ ._------DJ TJ'unu - - - _. -- - - 9 10 1200 1400 . .. 1200 1000 _. ~ •.- _.• _.• •• 100J • 800 .Q • ...e.- ~800 ~600 , ... g , , ni ... .:! • J: ro:> ... 400 ••• - •1 400 •• 200 •• 200 . .1 0 o ~.,....,.,. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 SCXJ 100J lSCXJ 2CXXl 2SCXJ IInlToll7. Kesra .t:- 0 Il 1400 12- .. 1500 - 1200 • .,0 ••'" 1000 ..•• '" • .... • 800 0 =:: ~. 1000 :§ , ... , .../li , !:: 600 .... :ë , .. u • 400 'c - oC .. u 200 son • 1 •• 0 •• 0 200 '100 600 800 1000 1200 1·100 0 IInn'ull7. o· •• a 500 Haffouz 1000 1500 12/.( .l,p~S (P ((e, 1'\'0'11 ) 1 1500 1 1000 .. ~ ~ ... <:: .... .; ... 0 ü .. , 500 ... -• •.. 0 04 0 500 Haffo uz 1000 1500 Figure 2.11 : Méthode des doubles masses appliquée aux relevés mensllels des différents postes pluviométriques du bassin (Graphes de 1 à 12) 1 La méthode des doubles masses a été appliquée en prenant la station HaffollZ DRE comme station de référence puisqu'elle présente une longue durée d'observations et nous ·1 sommes presque sûrs qu'il n'y pas pas de rupture d'homogénéité. L'observation des graphes de la figure 2~ Il nous permet de faire un diagnostic par poste. <- Skhira: l'examen des graphes 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 15 permet de mettre en évidence une lacune vers le mois d'août de l'année 1997; qui peut s'expliquer par un enregistrernermt :. décalé de la part de l'observateur à la fin du mois d'août. Mise à part cette valeur de cette période, les données semblent correctes. • Chrichira : sur le graphe 12, nous notons un saut de 500 mm à 700 mm dans un seul moLs ce qui reflète une erreur d'enregistrement de la part de l'observateur ou bien une erreu:rr 1 dans la transcription dans les fichiers. En examinant de nouveau nos fichiers, nous nous apercevons qu'au lieu d'enregistrer 30 mm au mois de mai 1996, nous avons enregistre 1 300 mm. Dans le graphe 12', l'erreur a été corrigée. Haffouz: Sur les graphes, 7, 8, 9 et Il, nous notons un problème à la valeur de 800 mm qu::i peut s'expliquer par un enregistrement décalé de la part de l'observateur. 41 1 1 1,0 ~------, 0,9 0,8 0,7 0,6 ...: ..II 0,5 ~ 0,4 0,3 • 0,2 1 0,1 O,O.-+------,r------,---...... --...... ----..-----.,.-----.----r---...------! o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 distance (km) Figure 2.12 : Corrélogramme de quelques stationspluviométriques dans la région de Merguellil (1995-1998) Par ailleurs, le corrélogramme a été calculé pour quelques stations pluviométriques (tableau 2. 15). Sur la figure 2.12 nous remarquons que pour des stations voisines, Be coefficient de corrélation tend vers 1 alors que celui ci diminue pour les stations distantes. 1 Pour la station de Chrichira Ecole, et celle de HaffollZ (11, 17), nous remarquons que De coefficient, de corrélation est assez faible pour la distance entre ces stations qui n'est pas três 1 grande, par comparaison avec les stations. 1 1 42 1 1 Tableau 2.16 : Corrélation entre quelques stationspluviométriques de la région du Merguellil N° stations sur distance (km) coefficient de carte (tableau 2.11) corrélation 1 ; 37 46 0,30 29;37 34,6 0,76 1; 17 32,2 0,40 26;27 28 0,52 61;6 27 0,64 7;9 20,3 0,71 22;9 19,4 0,67 1 ; 65 13,5 0,53 17; 11 10 0,44 37;15 9,8 0,91 22;25 9 0,80 1 12;20 8,8 0,83 9; 17 6 0,88 30;61 5,6 0,92 1 33; 14 4,6 0,79 62;63 1,4 0,90 2.3.3 Les données hydrométriques 2.3.3.1 Choix du réseau 1 Dans le but de connaître et de sUivre le comportement hydrologique du bassin du Merguellil, plusieurs stations hydrométriques ont été implantées sur cet oued et sur ses 1 affluents. Un inventaire de ces stations est présenté en annexe 2.3. Pour notre étude, nous avons retenu quatre stations hydrométriques; chacune se localise à l'exutoire d'un sous bassin versant (Figure 2.13). Ces stations sont présentées dans le tableau 2.16. La cinquième station El Haouareb sur laquelle on ne dispose que d'un contrôle des volumes sera prise comme station fictive dans le modèle. 1 1 43 ------1 "Tabè3m 2.1 i : Inventaire des stations hydrométriques du bassin versant de Merguellil Stsciom Rivière Latitude 0 , " Longitude 0 , Altitude Période de 1 " fonctionnement Efafffouz Merguellil 353755 93939 1969/1999 télé;phéri~ i E lHaoUldJ Brge Me~guellil 353408 94500 208 1190 1989/1999 Skfuirs (b !6 :;) :Merguellil Kerd 3544 19 92257 590 193 1966/1999 Zefubes Zebbes 353812 93629 380 181 1996/1999 télé;phéri~ .Hamage i)~fulrra Morra 3541 00 92353 590 12.1 1996/1999 "Sows av.:-ns retenu pour notre étude les données hydrométriques couvrant la période de n~6 il E99Œ qui correspondent à la période du calage du modèle pour toutes les statioris sauf powr la 5iatiion d"EI Haouareb qui sera considérée comme une station fictive. 1 les: données hydrométriques sont issues de la base. DGRE - IRD. Celle-ci est comsulnble sous le logiciel HYDROM qui pennet la visualisation sous fonne de texte et de 1 grmphiq:re. ?- Prè5eDttatioD du logiciel de traitement des données hydrométriques «Hydrom» Ce llogiciel de gestion des données, développé par l'IRD est de la même génération que PIl!!lVÏom. TI concerne la chaîne de traitement des données hydrométriques et est utilliablle localement sur un PC sous MSDOS. Une nouvelle version HYDROM 3.1, [BOYER et al, ct DIEULINPICART, 1994] a pennis d'améliorer la convivialité du 1 sysème. 1 les fonctions de Hydrom sont: • la gestion des données signalétiques des stations, • la gestion du fichier de jaugeage (dépouillement possible), • la gestion du fichier des courbes de tarage, • la ~n du fichier des côtes instantanées (importation possible de fichiers issus de la table à digitaliser, de stations ELSYDE, de balise ARGOS), • le calcul des débits instantanés et journaliers (prise en compte de stations à deux limnigraphes), • la ~tion du fichier des débits instantanés, 1 • L'édition d'annuaires, 1 45 1 • L'importation- exportation de la base ou d'une de ses parties. 1 • La visualisation des chroniques avec indication possible des caractéristiques principales des épisodes de crues (temps de montée, temps de base, débit maximal, volume écoulé,... ). 2.3.3.2. Analyse et critique des données Pour connaître Je débit d'une rivière, les niveaux d'eau sont observées (limnimétrie et limnigraphie) et la vitesse en différents points de la section de façon à définir une vitesse moyenne U dans cette section. Lors des jaugeages, la vitesse moyenne ainsi déterminée se rapprochera d'autant plus de la valeur vraie que: 1 Le nombre de points de mesure est plus important L'écoulement dans la section est parfaitement uniforme avec des filets liquides bien 1 parallèles entre eux La variation de la côte du plan d'eau pendant la mesure est faible. Le débit est calculé connaissant la vitesse moyenne, le tirant d'eau, et la section mouillée. La méthodologie. du traitement des données, hauteurs- débits, comprend des difficultés lors: 1) De la mesure du débit :jaugeages, variabilité des hauteurs . 2) De la mesure de la hauteur: instabilité de la station (courbe de tarage équivoque), " . .vagues, errance des lits mineurs 3) Du traitement par calcul débit journalier, stabilité, station univoque. 1 Toutefois, la mesure des débits reste l'un des problèmes techniques de l'hydrologie. * L'un des grands problèmes est l'instabilité des lits (ALDEGHERI, 1979) conduisant 1 à une relation entre la section mouillée et la côte à l'échelle non univoque. En effet, pendant le jaugeage la hauteur varie de la manière suivante: Les données de débit issues de la station hydrométrique Skhira (B 16) sont connues de manière fiable. En effet, les matériaux géologiques qui forment l'exutoire du bassin lui confèrent une section stable dans le temps. La courbe de tarage ne risque donc pas d'être modifiée lors d'un événement violent (ce qui n'est pas le cas lorsqu'on considère un oued à lit sableux comme celui de HaffollZ téléphérique). Dans le cas de la station de HaffollZ téléphérique, la variation de la côte de la verticale est 2 de l'ordre de 5 cm tandis que la variation de la section est environ de 50 cm • La mesure du débit dans la station de Haffouz se fait à partir de la vitesse moyenne déduite de la mesure de 1 la vitesse à la surface (ce qui n'est pas toujours le cas, à cause des cailloux qui peuvent être 1 46 1 chmrriés pemdant les crues et qui peuvent endommager le moulinet ou l'instrument de mesure 1 dm débit). * Le lliit de l'oued est très large par exemple à la station de Haffouz le lit est de 200 m de larg;=. Ainsi, pour les petites crues, l'oued trace un lit mineur (de 10 à 50 m de large) qui change de place. Ce phénomène s'appelle la divagation du lit mineur dans le lit majeur qui rend didfficille la mesure des crues moyennes à petites. ** LoliS d'une crue importante, les vagues provoquent une erreur dans la lecture de la côte à l'échelle, de l'ordre de 10 à 20 cm. Pour les stations stables comme celle de Skhira, le traitement des données est assez facile 1 parr la relation H = ttQ) définissant une courbe de tarage qui est univoque. Pour la station comme celle de Zebbes, qui est stabilisée par la construction d'un seuil, le 1 ta:lrage est relativement Hable. Mais il y a des tarages par ensablement de seuil qui sont frëquents. Pour l"oued Morra, les débits sont calculés à partir de la variation du volume dan') le bœrage autrement dit à partir de la reconstitution du bilan du barrage étant donné que la smperficie du bassin versant est petite. Pour Haffouz, les jaugeages sont effectués en continu m.oyennant un téléphérique. Depuis jmvier 1997, l'observation simultanée au niveau du Cassis, qui présente l'avantage de constituer une station stable, a nettement amélioré la précision de détermination des débits. 1 Sur toute les stations, en basses eaux et étiages, les débits calculés à partir des courbes de tarage sont souvent imprécis et remplacés en général par les jaugeages effectués par ~. 1 l'observateur. 1 1 47 1 1 2.3.4 Données sur la conservation des eaux et des sols 2.3.4.1 Les lacs collinaires Le bassin versant de Merguellil comprend une quarantaine de lacs collinaires dont l'inventaire est présenté en annexe 2.4. Ces lacs collinaires ont globalement une superficie 1 assez réduite par rapport aux dimensions du carreau (1.5 x 1.5 km). Le pourcentage de la superficie du lac de la retenue à la côte normale, constitue une donnée principale pour 1 l'élaboration des données physiographiques nécessaires pour le modèle. La superficie des lacs n'est toutefois pas disponible dans certains cas. Pour supplanter à cette lacune, nous avons supposé une relation statistique entre la superficie de la retenue à la côte normale et la capacité de la retenue. En effet, nous avons estimé à 3 m la hauteur moyenne de l'eau dans une retenue à la côte normale, à la suite de l'étude sur des lacs collinaires selon l'annuaire hydrologique des lacs collinaires 1994-1995, réalisé par la CES et l'IRD dans laquelle sont fournies ces informations. 1 2.3.4.2 Les aménagements sur le bassin Les travaux réalisés sur l~ haut Merguellil ont été entrepris dans le cadre de la CES 1 (Conservation des Eaux et des Sols). Il s'agit principalement de banquettes, de cordons et de seuils en pierres sèches, de corrections de ravins, de plantations pastorales, de fixations biologiques, de seuils déversoirs et de lacs collinaires (Rabhi, 1997). Etant donné que ces travaux ont pour objectif d'écrêter les crues, et par conséquent, agissent sur le ruissellement et sur l'écoulement, nous avons décidé de les prendre en considération dans la modélisation. Concrètement, nous avons déterminé en collaboration avec Mlle Dridi qui prépare une thèse à l'IRD, les zones aménagées sur le bassin de Merguellil, pour pouvoir ensuite estimer un paramètre (TRI). 1 1 48 1 1 1 Chapitre :1 1 .Modélisation HJJdrolollique 1 1 1 1 '1 1 3~1 MODELES HYDROLOGIQUES 3•.1.1. Introduction Les inondations sont certainement panni les catastrophes naturelles les plus dévasœrices qui provoquent non seulement des pertes en vie humaines mais aussi des dégâts rnmtérie:is considérables, Si lia protection contre les crues est avant tout, une question de prévention et d'" 3.1.2 Principe de la modélisation 1 Un modèle hydrologique est une représentation simplifiée des processus ùe 1 transformation de la pluie survenant dans le bassin vérsant. D'après U.N.E.S.C.O.-O.M.M. (I992), un modèle est «la représentation sous une forrme quelconque d'un objet, d'un processus ou d'un système. En hydrologie, un modèle est la plupm du temps une représentation mathématique d'un bassin, d'un système d'eau, d'une série de données, etc. ». Un modèle est donc une représentation simplifiée d'une réalité physique ou autre. L'objectif est en fonction d'un certain nombre ùe données d'entrée (la pluie par exemple) d'obtenir en fonne de résultat ou sortie des valeurs (les débits par exemple) qui restituent au mieux la réalité du phénomène. II existe deux grandes familles de modèles: 1 1 50 1 1)1 ILes modlèles de comportement. Ce sont des modèles de type boîte noire: les phénomènes 1 Il>~' som pas décrits. Ils se subdivisent en modèles stochastiques et modèles boîte noire détterministes. Les modèles stochastiques qui s'appuient sur des données observées pour lier de- façon statistique les paramètres d'entrée avec les sorties. Les modèles dits «boîte noire» rellient entre des entrées et des sorties de façon déterministe. Ce type de modèle nécessite ëgmlernent n~acquisition de longues séries de données pour réaliser le calage. De plus en cas de mœdifieatiom du milieu, les équations ne sont pas transposables au nouvel état à moins de reffiùre raccquisition des observations. Les modèles boîte noire déterministes se subdivisent en mœdèles de ruissellement basés sur l'identification de la fonction de transfert (réponse imy:>ulsioIlIIJêlle du bassin) et les modèles à réservoirs. 2) Les modèles dits à base physique qui s'appuient sur une description physique des 1 pmenomène5. Ce sont également des modèles détenninistes: à une entrée fixée correspond u.me sortie fixée. Les équations représentent donc les phénomènes qui lient les entrées et les 1 somties. Tout l'art dans l'utilisation de ce type de modèles, réside dans le choix des paramètres à }±lII'endre eJij} compte pour les calculs. La mesure de ces paramètres doit de plus être accessible à Ir'lltilisatem. Les modèles boîte noire et à base physique peuvent être globaux (le bassin est comsidèré homogène et représenté par une seule maille) ou discrétisés ou matriciels (le bassin verrsant est maillé) Le modèle hydrologique CEQUEAU que nous nous proposons d'utiliser ici est un ,. m 4) La validation des résultats, c'est à dire l'analyse des performances du modèle et de la 1 justesse des hypothèses introduites dans sa structure. Lorsque le modèle n'est pas 1 51 1 satisfaisant, les phases d'identification et de validation seront appliquées à un autre 1 candidat. L'utilisation concrète du modèle, si les performances sont jugées satisfaisantes. Structure d'un modèle pluie- débit Un modèle (pluie- débit) tel que celui que nous allons utiliser ici s'articule autour de deux fOITlCtions : la fonction de production et la fonction de transfert (Figure 3.1). FO:--:CTlO:--: DE 1 PLlilE BRl-TE 1 1 PLLilE J'HTE 1 FO:--:CTIO:--: DE DEBIT 1 PRODL:CTlO:--: TRASSFERT 1 lli1L ~ ŒJ ~ ~ ~LL1 ~======--~======-----"'::======:---"::======_---'::::=====-_--l Figure 3.1 : lv/adèle plllie- débit (Cudennec.199-l ; inspiré de Grésillon et l\eyret-Gigot. 1993). ./ La fonction de production pelmet la transformation de la lame d'eau précipitée en la lame 1 d'eau écoulée (ou encore le passage de la pluie brute à la pluie nette), infiltrée, évaporée: elle restitue les volumes dans le bilan hydrique. 1 ../ La fonction de transfert simule le trajet en surface de l'eau entre chaque point du bassin et l'exutoire. C'est elle qui calcule la répartition temporelle des quantités. Concrètement, l'adéquation entre les volumes écoulés, observés et modélisés permet de conclure sur la pertinence de la fonction de production. L'adéquation entre les formes respectives des hydrogrammes observés et simulés rend compte de la validité de la fonction de transfert. Il faut préciser que les plus gros problèmes rencontrés actuellement par les hydrologues concernent la fonction de production dont le calage est bien souvent difficile. 1 ~ous verrons plus tard comment le modèle CEQUEAU est adapté à notre cas d'étude. 1 52 1 1 3.2 OBJECTIFS DE LA MODELISATION La représentation d'un système physique par un modèle mathématique (Wery, 1990) est une démarche courante (sciences, ingénierie, gestion... ) qui, en hydrologie, vise à répondre à l'un des objectifs suivants: La prévision: Puisqu'un bassin versant est un système causal, il est possible, grâce à la mesure en temps réel des signaux d'entrée, d'évaluer les débits futurs à l'exutoire. La simulation: La simulation est l'analyse du comportement du système pour un signal partièulier (par 1 exemple pour une averse exceptionnelle). Dans c~ cas, les mesures du débit ne sont pas disponibles et sont remplacées par les valeurs 1 calculées. En hydrologie, la simulation est utilisée: • Pour compléter des données manquantes, • Pour faire de hl prédétermination de crue (évaluation du débit de pointe pour des pluies exceptionnelles), • Pour générer des séries de données assez longues utiles à la gestion d'ouvrages de retenue. Le contrôle: Le contrôle qui consiste à agir sur le signal d'entrée pour obtenir un signal de sortie ayant 1 certaines caractéristiques (gestion de réservoirs, de bassins d~orage) n'a, semble-t-il, trouvé 1 que peu d'applications en hydrologie. A côté de ces objectifs, et parce que l'hydrologue ne peut mener aucune expérimentation en ,vraie grandeur, la modélisation est souvent utilisée comme outil d'analyse. La comparaison des résultats de modèles reposant sur des hypothèses différentes les uns des autres sert souvent à les valider. 1 1 53 1 1 3.3 PRESENTATION DU MODELE CEQUEAU 3.3..1 Introduction Le modèle hydrologique CEQUEAU est un modèle déterministe matriciel (c'est à JiIë' que le bassin versant est subdivisé en éléments et la lame d'eau produite sur chacun des dénnents estr transférée d'un élément à l'autre pour obtenir le débit à l'exutoire de chaque dénnent) d'U5age souple, qui prend en compte les caractéristiques physiques du bassin versant .rinsii que lemrs variations dans l'espace et dans le temps. Ceci est rendu possible par le jéclIDup~;:;e dm bassin versant en «carreaux entiers» et en «carreaux partiels ». Ce découpage ~ suriàces élémeI!taires facilite l'utilisation de la télédétection pour définir certaines 1 .:annctérisoq1!!1es physiographiques comme le couvert végétal, le réseau de drainage, etc. Le nodièle CEQUEAU permet de calculer les débits aussi bien aux points de jaugeage qu'à 1 lùIIiilpone quel autre endroit. Il offre la possibilité de simuler l'existence de réservoirs mi:fliiciels el!: de prendre en compte les variations spatiales des caractéristiques physïograpmques. Le modèle compte deux parties principales visant à décrire le mIeux possible !féc@ulemenlt de l'eau vers l'exutoire d'un bassin versant. La première partie concerne [~éoGulement vertical de l'eau, dont les principaux phénomènes sont la pluie, la fonte de rrei~. l'évapotranspiration, l'infiltration et le jeu des réserves superticielles et profondes. \Cene première partie est désignée par le terme «fonction de production» et elle est calculée 1 :rur chaque carreau entier. La deUxième partie concerne le transfert de l'écoulement dans le i:éseau de drainage. Les processus compris dans cette partie tiennent compte de l'influence des 1 lacs" des marécages et des ouvrages artificiels tels que barrage, détournement, etc. Cette partie ~ désignée par le terme «fonction de transfert» et elle s'effectue à l'aide des carreaux Jartiiels. 3.3.2 Utilisation du modèle Au cours des dernières décennies, le modèle CEQUEAU a été appliqué à plusieurs :i\iè.res du Québec, du Canada et ailleurs en Amérique du Nord et en Amérique du sud. On rutilise également en Europe et en Afrique. Au Québec, il a été appliqué à une soixantaine de rivières et a servi à déterminer les crues maximales probables (CMP) de plusieurs bassins versants du nord du Québec (Morin, 1999). 1 1 54 1 1 • Modifications Récentes: Les dernières modifications apportées pour le compte de l'ALCAN, du :tvfEQ et des Nations Unis ont permis de faciliter et d'améliorer grandement son utilisation. Le modèle pe-:rmet maintenant de traiter plusieurs bassins versants simultanément et offre un nombre accru de types de graphiques permettant une meilleure analyse des résultats, ce qui améliore la prise de décisions. De plus, il est maintenant possible d'introduire la variation spatiale des priincipaux paramètres de la fonction de production (Version finale de CEQUEAU(4.0 )). 3.3.3 Principe du modèle 1 3.3.3.1 Justification du choix du modèle 1 L'objectif de ce travail est d'appliquer un modèle hydrologique en vue de la gestion des ressources hydriques dans le bassin versant de l'oued Merguellil. . L'importance de la superficie du bassin au site du barrage d'El Houareb ainsi que la diversité des reliefs, des sols et de leurs occupations exige du modèle sélectionné de tenir compte de 1'hétérogénéité spatiale dans le bassin (modèle distribué) et de la représentation mathématique de la physique du comportement du bassin (modèle conceptuel). Vu le nombre des stations de jaugeage et l'existence d'un barrage dans ce bassin versant, nous avons choisi le modèle CEQUEAU développé par l'INRS- EAU, Québec (Morin & Paquet, 1995). En 1 effet, ce modèle hydrologique est un modèle conceptuel distribué, qui prend en compte les caractéristiques physiques du bassin versant ainsi que leur variabilité spatio-temporelle. 1 D'autre part, sa conceptualisation tient compte de la totalité des phénomènes observés dans le cycle hydrologique (pluie, évapotranspiration, infiltration, existence de nappe (comme celle de Bou' Hafna par exemple), existence de barrage (comme celui d'El Haouareb). En outre, il permet de calculer les débits aussi bien aux points de jaugeage ainsi qu'en n'importe quel endroit du bassin et de modéliser les entrées - sorties et la variation de stock dans les barrages et les lacs. Le modèle CEQUEAU est caractérisé par une richesse et variété des résultats qui sont sous forme graphique et cartographiée. 1 1 55 1 1 3.3.3.2 llIDdélisation du bilan hydrique • lLs fanctiion de production la fomction de production a pour but de représenter de manière simple, mais réaliste, les dififérentes voies que suivra l'eau entre le moment où elle atteint le sol et celui où elle rejoint la rivière. jL'origine de l'alimentation en eau du bassin versant est dans notre cas la pluie. L>"-eau prcDVenant des pluies est immédiatement disponible pour les opérations de rnnnsfO!IIüBtion conduisant aux débits. QueIlle que soit l'origine de l'eau entrant dans un carreau, avant sa mise en disponibilité pOlur récom.lement vers l'exutoire, elle sera soumise à divers processus qui auront une 1 irrffluenœ dlireete sur la formation de l'onde d'écoulement. Ces ]processus sont schématisés dans le modèle CEQUEAU par la présentation du sol 1 SOlUS furme de réservoirs communiquant entre eux à l'aide de relations mathématiques rewroduisamt, à l'échelle journalière, les différents transferts de masse (figure 3.2). Il Ya ainsi 3 rréservoœ représentant: les lacs et marécages, le sol, la nappe. Le premier se déverse diirectememlt dans le réseau hydrographique. Le second présente une sortie vers le troisième. Les deux :["éservoirs sol et nappe peuvent se vidanger selon leur état de remplissage, à diliférents mveau,x. 1 • L'Evaporation - Evapotranspiration Cette composante de la fonction de production est essentiellement basée sur la méthode 1 de Thornfuwaite modifiée. A l'échelle de la journée, et avec la température en degrés Celsius, la formule de Thomthwaite s'écrit: 10 ( 10 x TJE) XM ElHORN = 30.4 x 1.62 XIT (1) Om EfHORN: évapotranspiration potentielle du jour (en mm). TJE : température moyenne du jour sur le carreau considéré (en oC). XAA : exposant de la formule de Thornthwaite. . XIT: valeur de l'index de Thomthwaite. 1 1 56 1 1 1 ., ues ET 1 MARÉ~ CVSI HMl 1· 1 HMt .11 HS .. HINF ,! . ~ i 1 ~... tlSI!~''l1 CIl! 1111":.'7") ~ !i r--N-A--pp-E----.,I-----l:"...~ HN '''(,~ç:. '.1:1:, d.:a :1,::. 1 ·hc~I:U:. !e":. 1 dt 1.. nJ;:::. \ / FOHCT/OII :I--~---=--~_v=~'DE ~/·· 1 __ \ TRANSFERT Figure 3.2 : Schéma de production du modèle CEQUEAU (Morin et Paquet, 1995) 1 1 57 1 L'exposant et l'index de la fonnule de Thomthwaite peuvent être calculés par: 1 12 (1M.] \.51 XIT=L -') (2) ;=1 5 et XAA=67.5x 1O·8XIT3 -77.lx 1O-6XIT2 +O.0179XIT+0.492 06 : ThIï : température moyenne mensuelle au mois i (en 0 C). L"évaporation potentielle est modifiée pour tenir compte de la durée potentielle d'"enso1eillement en fonction de la latitude et du jour de l'année, et ceci à l'aide du facteur HEURl ~Iorin et Paquet, 1995). ETHORN = ETIIORN x HEUREI (3) I I 1 et HEURE1= ;cos-2 ((.-tg sm- (23.45X1t.180 sm(21t365(1 - JOEVA)))) tgXLAJ 1 OM J:jour de l'année, qui varie de 1 à 365 ; XLA. : latitude moyenne du bassin; JEOVA: paramètre pennettant de déplacer la date de l'ensoleillement maximale de rannée pour accélérer ou retarder l'évapotranspiration. Ce paramètre doit être nonnalement égal à 80 pour obtenir la durée maximale d'ensoleillement potentielle 21 juin. L'évapotranspira~ion réelle provient de 3 contributions: le réservoir Lacs et marais, sol et Nappe. 1 • Bilan du réservoir SOL 1 Le bilan de ce réservoir est fait pour chaque c~eau entier et à chaque jour de la période simulée ( Figure 3.3 ). PLUFON 71Ii...l.m.nt .,,,·1•• 'lJ>facIJ imptlrm;abl,. 4b CIN 1 Figw'e 3.3 : Schéma du réservoirSOL 1 58 1 1 · La Jnnœ d'e.\u provenant de la pluie et de la fonte des neiges (PLUFON) est diminuée du ruiS!elle:ment SUEr les surfaces impennéables (RIMP) lorsqu'elle dépasse le seuil HRIM. RIMP =max(O, PCIMP(ICE) x (PLUFON - HRItvn») (4) EAUfER =PLUFON- RItvn> OÙ! .FCTh.1P(ICE): pourcentage de surface du sol impennéable du carreau entier ICE. Lorrsqœ c~ parnmètre est constant sur tout le bassin versant, sa valeur est donnée par L"ïrntem:édiarire du ptaTamètre TRl du vecteur obligatoire SOL3; sinon les valèurs pour chaque .:arrreau ~r sant lues sur le vecteur facultatif SURFItv1PERM; JIRThMP: lame d'eau nécessaire pour qu'il y ait ruissellement sur les surfaces 1 imy.lerrW.ùJfies. R.aJ. ]mm RffiMP est immédiatement disponible pour l'écoulement en rivière tandis que la lame 1 œstœnteEAUJTER est ajoutée au contenu antérieur du réservoir SOL; ""* IT..,e niveam HS de l'eau dans le réservoir est utilisé pour détenniner l'évapotranspiration r:éellle EfO][ et l'infiltration XINF. L'évapo~anspiration réelle est à taux potentiel, si le iIlÏve:au HS ETOT =ETHORN ; HS;:: HPOT (5) 1 ETüT =ETHORN x HS/ HPOT ; HS < HPOT XINF =TOINF(ICE) x max(O, HS- HINF) (6) 1 )il ETHORN: évapotranspiration potentielle du jour (en mm) ; XThT: la quantité d'eau disponible à l'infiltration du réservoir SOL au réservoir ~APPE, elle a lieu si le niveau HINF est dépassé; HS: ni1.7 eau de l~eau dans le réservoir SOL; HPOT: seuil de prélèvement de l'eau à taux potentiel, par évapotranspiration (mm). HThT : seuil du niveau d'infiltration du réservoir SOL vers le réservoir NAPPE. TOINf{1CE) : coefficient d'infiltration dans le réservoir NAPPE, pour le carreau entier TI.. LOI3que ce paramètre est constant sur le bassin versant, il est lu par l'intermédiaire CIN RIf r~ vet1eUT obligatoire SOLI, sinon les valeurs sont lues pour chaque carreau entier sur le 1 ~teur :fzcultatifCOEFINFILT; 1 59 1 la quantité finale XINF qui s'infiltre vers le réservoir nappe ne peut dépasser la 1 qumntitè XIlNFMA pondérée. XINF = min(XINFMA ,XINF) x ARR27 (7) A'{,i'ec XINFMA : infiltration maximale parjour. ARR27 : coefficient de pondération calculé·à l'aide des données physiographiques de chmque carreau entier. Il varie de 0.80 si le carreau entier ne comporte que du sol nu, à 1.00 si le ~arreau est complètement recouvert par la forêt. Le niveau d'eau dans le réservoir SOL est diminué de l'évapotranspiration et de rimfiln-crioITIl. Enfin, selon le niveau intennédiaire atteint auront lieu les écoulements qui sont de 3 types ~:figure 3.2) : ruissellement de surface, 1er ruissellement retardé, i ème ruissellement 1 rettardé. **"* L'èCQclement par lesoritices est calculé dans l'ordre suivant, en supposant la linéarité du 1 réservoir sol : RtlIriissellement de surface : Ce ruissellement a lieu si la hauteur d'eau (HS) disponible dans le réservoir est supérieure à la haJateur du réservoir SOL. Toute la lame d'eau, qui dépasse cette valeur, ruisselle et devient dispomble pour le transfert en rivière: RUISS =HS - HSOL (8) oÙlRUlSS: ruissellement de surface (en mm). 1~ ruissellement retardé : 1 Ce ruissellement se produit si la hauteur d'eau dans le réservoir est supérieure au seuil de l'<>rifice de vidange intennédiaire : (9) 1 VIDINT = max(O, (HS - HINT) x CVSI) oÙ! VIDINT : ruissellement retardé (en mm) ; HTh'T : seuil de vidange intennédiaire du réservoir SOL; HS: niveau d'eau disponible dans le réservoir SOL; CVSI : coefficient de vidange intennédiaire du réservoir SOL. it= ruissellement retardé: Ce ruissellement est calculé par l'équation suivante: (10) VIDFON =(HS - HINT) x CVSB où VIDFON : ruissellement retardé (en mm) ; 1 CVSB : coefficient de vidange basse du réservoir SOL. .. 1 60 1 La !hauteur de l'eau dans le réservoir SOL est diminuée des écoulements et conservée à 1 léE fin du pas de temps dans la variable STOSOL(ICE), où ICE représente l'indice du carreau emtïer. La lame d'eau produite par les trois ruissellements est additionnée dans la variable PIRODU en: sera modulée en fonction du pourcentage ~u sol sur le carreau entier en même terrnps que les lames produites pour les lacs et les marais. Cette modulation est faite de .la f~on suivé1lIlte : REST =(PRODU x PCTERR) + (SLAMA x PCEAU) (11) om REST: lame totale d'eau produite sur le carreau entier (en mm) ; PRODllJ : lame produite par les réservoirs SOL et NAPPE et par la surface imperméable du! carreau; 1 PCTERR : pourcentage de la partie terrestre sur le carreau entier ; PCEAU : pourcentage de lac et marais sur le carreau entier; 1 SL..<\MA. : lame sortant du réservoir LACS et MARAIS. La lame REST produite par le carreau entier est transformée en volume (en m\ plrii5 gardée dans le vecteur PRODCE : 3 6 PRODCE(ICE) =RESTx 10- x CEKM2 X 10 (12) 2 oUt iCE.TCM2 : superficie du carreau entier (en km ). . tt" Ces calculs sont faits pour tous les carreaux entiers. Les volumes d'eau mis en mémoire dans le wecteur PROnCE sont disponibles pour l'écoulement en rivière et seront utilisés pour les tramsferts d"eau vers l'aval. 1 1 • Bilan de réservoir NAPPE: Les écoulements issus du réservoir NAPPE (Figure 3.4) dépendent du niveau d'eau dans le uéservoir, de la hauteur du seuil et du coefficient de vidange de chaque orifice. Ces coefficients sont généralement très faibles puisque le réservoir NAPPE a pour but de reproduire les étiages, et ils peuvent être estimés par l'observation des tarissements d'hiver des débits observés. Les écoulements sont calculés en supposant la linéarité du réservoir NAPPE. La vidange haute n'a lieu que si la niveau HNAP est dépassé. Sii nous avons au début du pas du temps i, un niveau HN(i), l'équation de la sortie haute 1 s'écrit: 1 61 1 SNAPH(i) = CVNH x max(O, HN(i)-HNAP) (13) 1 Pour un niveau intennédiaire 1 donné, nous avons: HN'(i) = HN(i)- SNAPH(i) (14) Pour la sortie basse, nous avons: SNAPB(i) = CVNB x HN'(i) (15) Pour le niveau intennédiaire suivant (2) : HN"(i)=HN'(i) - SNAPB(i)+XINF(i) (16) Enfin, pour le 3ième niveau intennédiaire ( et final) : HN"'(i)= max(O, HN"(i)-ETRNAP(i)) (17) Le niveau final (c'est à dire celui au début du pas du temps suivant) est alors: HN(i+1)= HN"'(i) (18) 1 Où CVNH: coeffic.ient de vidange haute du réservoir NAPPE; HN: niveau de l'eau dans le réservoir NAPPE; 1 HNAP : niveau de vidange haute du réservoir NAPPE (en mm ); CVNB : coefficient de vidange basse du réservoir NAPPE; SNAPH: écoulements de la vidange haute (rapide) du réservoir NAPPE ; SNAPB : écoulements de la vidange basse (lente) du réservoir NAPPE. XINF : quantité d'eau infiltrée depuis le réservoir SOL vers le réservoir NAPPE; ETRNAP : évapotranspiration prise dans le réservoir NAPPE. Finalement, les niveaux de l'eau du réservoir NAPPE de chaque carreau entier sont gardés en mémoire dans le vecteur STONAP. La lame d'eau produite est additionnée à la 1 variable PRODU. 1 Figun· 3.4: Schéma du rése",oirNAPPE 1 1 62 1 • Bilsn sor les lacs & marécages 1 Le schéma du réservoir LACS et MARAIS est donné par la figure 3.5 : Le bilm en eau sur la partie eau libre (lac, réseau hydrographique, marais) s'évalue par les équations suivantes: HM =HM +PLUFON ERTLAC= 0.80 x E1HORN (19) ERTLAC = min(ERTLAC, HM) HM= HM-ERTLAC 00 HM: niveau de l'eau dans le réservoir LACS et MARECAGES (en mm); PLUFON : lame d'eau disponible qui provient de la pluie. 1 ETHORN: l'évapotranspiration potentielle déterminée à partir du système d'équations (3) 1 ERTLAC : évaporation réelle sur les surfaces d'eau. Le bilan du réservoir LACS et MARECAGES est complété par : SLA1vIA = max(O,(HM - HMAR) x CVMAR) (20) HM: = HM- SLAMA Où SLAMA: écoulement du réservoir LACS et MARECAGES (en mm) ; HMAR : seuil de vidange du réservoir LACS et MARECAGES; CV1v1AR : coefficient de vidange du réservoir LACS et MARECAGES. 1 Figw"e 3.5 : Schéma du réservoir LACSetMARECAGES Les niveaux d'eau du réservoir LACS et MARECAGES de chaque carreau entier sont sauvegaFùés dans le vecteur STOMAR. 1 1 63 1 • La fonction de transfert 1 Le schéma de production décrit précédemment aboutit à l'obtention d'un volume dTeau, sur chaque carreau entier, disponible pour le transfert en rivière et dont l'origine (rurissellement direct ou retardé, vidange de la nappe, des lacs et des marais) n'a plus à être comnue pom le transfert de l'eau en rivière. Ce transfert est effectué de carreau partiel. à carreau parttiel. TI n'y a pas de transfert souterrain. Le '\'olume d'eau disponible sur un carreau partiel est obtenu en multipliant le volume produit sur le carreau entier par le pourcentage de superficie du carreau partiel considéré. Ce v<::rllume est ajouté aux volumes entrant dans ce carreau depuis le ou les carreaux· partiels diirectememen amont. Le volume résultant devient le volume disponible pour le transfert vers 1 le carreau immédiatement en aval. Ce processus est répété de carreau en carreau 1 jusqu'à l'exutoire. o La méthode de transfert : Le volume Vi étant le volume emmagasiné dans le carreau partiel i, il se vidangera danns le carreau partiel imm~diatement en aval d'une quantité Vi, proportionnelle, d'une part, am volume Vi. et d'autre part, à un coefficient de transfert XKTi propre au carreau partiel i : Vi = XKTj X Vi (21) Le coefficient de transfert de chaque carreau partiel est relié aux caractéristiques 1 hydrauliques prépondérantes de l'écoulement, à savoir la capacité d'amortir l'onde par eDûllllagasinage dans le réseau. Un indice de cette capacité d'amortissement sur un carreau 1 partiel est la superficie d'eau libre sur ce carreau. Dans le modèle CEQUEAU, les coefficients de transfert pour chaque carreau partiel sont définis en considérant la superficie couverte d'eau dans ce carreau et la superficie en amont de ce carreau. L'équation suivante détermine dans le modèle CEQUEAU les coefficients de transfert, à partir du paramètre EXXKT et des conditions topographiques et d'occupation du sol (RMA3, SL , SLAC) : -_ [_. [ 6 EXXKTx RMA3 x 100)) XKT; - 1 exp mm 3 , max(SL,SLAC) CEKM2 (22) où XKTi : coefficient de transfert du carreau partiel 1 pour le pas de temps d'une journée. Ce coefficient dépend également de la taille de la maille de discrétisation (par CEKM2). Il varie 1 entre 0 et 1. 1 64 1 EXXKT : paramètre de calcul du coefficient de transfert ; 1 RMA3 : cumul des pourcentages de superficie des carreaux partiels en amont; SL: superficie d'eau, estimée à l'aide du cumul des pourcentages des superficies en amont; SLAC : pourcentage de superficie d'eau sur le carreau partiel; 2 CEKM2 : superficie des carreaux entiers conformes (km ). Les calculs de transfert sont exécutés en partant du carreau partiel le plus en aval (carreau partiel nO 1) pour remonter jusqu'au carreau le plus en amont. Ce mode de transfert est désigné par «AVAL-AMONT ». 1 3.3.3.3 Les entrées du modèle Pour arriver à obtenir une simulation de Quantité réussie, le modèle CEQUEAU 1 demande la préparation des données physiographiques, et des données hydro météorologiques. Les données préparées sont ensuite introduites, dans des fichiers de format spécifique. Ils sont au nombre de quatre et qui sont : le fichier de données physiographiques portant le nom: mergu.phy . le fichier de données du bassin versant portant le nom: mergu.bv . le fichier de données hydro-météorologiques contenant entre autres, l'adresse des fichiers de la base des données hydro-météorologiques, portant le nom: :nergu.dhm. 1 le fichier des paramètres et options d'utilisation de logiciel portant le nom: mergu.pah. 1 3.3.3.4 Les paramètres.et constantes du Modèle CEQUEAU Les paramètres se décomposent en : • paramètres uniquement déterminés par essai et erreur. .•• paramètres déterminés en relation avec la physique du phénomène et fixés par des études extérieures au modèle. Ils sont à distinguer des constantes qui sont déterminées à l'aide des caractéristiques hydrologiques et physiographiques du bassin étudié (exemple latitude moyenne, temps de concentratioI). du bassin etc.). Dans la version dont nous disposons (4.0), les paramètres variant dans l'espace sont: 1 TRI (pourcentage des surfaces imperméables), CIN (coefficient d'infiltration du réservoir 1 65 1 SOL dans le réservoir NAPPE) et HRIMP (lame d'eau nécessaire pour que débute le 1 ruissellement sur les surfaces imperméables). Le tableau 3.1 donne les paramètres et constantes utilisés par le modèle CEQUEAU, classés suivant les différentes parties du cycle hydrologique dans lesquelles ils interviennent. Ce sont: des coefficients de vidange exprimés en [rI] , au nombre de six (a). des hauteurs spécifiques dans les réservoirs, au nombre de six (b). cinq paramètres relatifs au calcul de l'évapotranspiration (c). deux paramètres de transfert (d). deux paramètres équivalents à des gradients de température et de pluviométrie pour l'estimation spatiale de ces quantités (e). 1 un paramètre spécifiant la localisation du bassin (f). deux param~tres intervenant dans le ruis~ellement direct et l'infiltration (g) et déterminés 1 sur carte. 33.3.5 Les sorties du logiciel: Une fois les données d'entrée sont introduites dans le logiciel et compilées, CEQUEAU donne comme résultat de traitement de ces données des fichiers de détails de calcul intennédiaire, et des graphiques ainsi que le schéma de production avec les paramètres adoptés pour cette simulation (Figure 3.6 ). La figure 3.6 représente une métaphore du 1 modèle: les entrées du modèle (données physiographique et hydrométéorologique) sont « hissées» sur un tapis roulant représentant toute l'activité de validation et de contrôle de ces 1 données pour alimenter la « machine ». C'est une sorte de tambour muni d'engrenages (pour représenter la compilation des données, la structure du modèle en cascades d'opérations) qui lâche le produit fini: les sorties du modèle. Elles sont de divers type: graphiques, cartographiques et portent sur les différents variables d'état: pluie, débit, infiltration, évapotranspiration du cycle de l'eau. Selon les options choisies dans le fichier des paramètres du modèle (extension pah), le logiciel crée de 5 à 7 fichiers qui, peuvent être utilisées pour analyser, à l'aide des graphiques, la précision des simulations ou pour conserver les débits calculés à différents endroits sur le bassin versant. Chaque fichier créé porte le nom de la simulation suivi de l'une des extensions suivantes: 1 Sim: fichier des résultats généraux. 1 66 1 Tafuleao 3.1 : Paramètres et constantes intervenant dans le modèle CEQUEAU 1 (a) Coefficients de (b) Hauteurs et vidange seuils de réservoirs CIN CVMAR HINF (mm) CVNB HINT(mm) CVNH HMAR(mm) CVSB HNAP (mm) CVSI HRlMP (mm) HSOL (mm) 1 (c) Paramètres régissant (d) Paramètres 1 l'évapotranspiration régissant le transfert EVNAP (%) HPOT (mm) EXXKT XAA ZNG) XIT JEOVA (f) Paramètres déterminés à 1 priori d'après (e)Paramètre fixé cartes 1 par le lieu XINFMA (mm/j) XLA TRI (g) Paramètres déterminés à l'extérieur du modèle COET CCC/IOOOm) COEP(mm/m) 1 1 67 1 / / Figure 3.6 : Conceptualisation du modèle CEQUEA l ~lergu.phy 1 Mergu.dhm 1 1 D D / ~lergu.bv Mergu.pah 1 D Entrées du modèle 1 1 1 1 ; M !:sa $I~ "~ ;3i!' *. ~ ::~'?7'"'·I'- i;::. ...., ,.-::~ -.... .ii~ :7...~ ~:! _'".:!"- ~ !~ .: r:...... ~ .~ 1 1 :~.t ~"'"' L _. _. rê; 1i!j ~~ li Références .. Débits temporels (journaliers des carre2UX .. Pluie .. Réservoir SOL ~ntiers , mensuels, maximums) .. Températures .. Réservoir .. Altitude; .. Données météorologiques moyennes temporelles (journalières, NAPPE .. % de fo~èt .. Evaporation mensuelles, maximales) .. Fonction de .. % de lacs & production avec marais paramètres / 1 1 Lac & marais 1 \ 7 \ 7 ~ Schéma de production 1 / Fonction d~ l { ,\t T 1 Nappe 1 1 transfert '\ 1 Djo : fichier des débits journaliers observés et calculés aux stations hydrométriques. 1 Dtme : fichier des débits mensuels observés et calculés aux stations hydrométriques. Dsp : fichier des données spatiales du bassin versant. On y retrouve le numéro de référence des carreaux entiers du bassin versant. En fonction des options demandées, il pourra égœ.lement contenir les informations suivantes: la température, la pluie et lames d'eau dans les réservoirs SOL et NAPPE. Ces données sont relatives aux carreaux entiers du bassin versant et appamissent dans le fichier pour les jours demandés. Dffii : fichier des débits journaliers calculés aux stations fictives. Tpf: fichier de la température et de la pluie sur le bassin versant. Ers : fichier des erreurs d'exécution. 1 3.3.4limites d'utilisation du modèle 1. La versIOn 4.0 de CEQUEAU pennet de traiter les données physiographiques, hydrométriques et météorologiques d'un bassin comportant au maximum 1000 carreaux entiers, 2500 carreaux partiels, 150 postes pluviométriques et 50 stations hydrométriques. (NLorin,1999). 69 1 1 }..4 APPLICATION DU MODELE CEQUEAU .1..4.1 Pr~aration des données 3..4.1.1 Preparation des données physiographiques • JlntnNlucrlon Pom faire tourner le modèle CEQUEAU, nous devons d'abord préparer les entrées pmnni lesquelles nous citons les données physiographiques à savoir : les coordonnées des 1 rmaill~, les codes des mailles partielles et leurs pourcentages de superficie par rapport aux carrreamc entiers, les altitudes des coins Sud-Ouest de chaque maille, le pourcentage de 1 SUJj)erficies des lacs, des marais et des forêts. Dans ce qui suit, nous allons détailler la ~paratiom des ces données une à une. Toutes les cartes utilisées dans cette application sont tmutesà l'ochelle 1150.000. • IDélùn.ita:tion du bassin versant: la délimitation du bassin versant de l'oued de Merguellil nécessite l'assemblage de 7 carrtes topographiques comme il est montré à la figure 3.7, et qui sont: la carte topographique de Makthar, à l'échelle 1150.000 (1).- la carte topographique de Djebel Serdj, à l'échelle 1/50.000 (2). 1 la carte topographique de Roubia Djebel Barbrou, à l'échelle 1150.000 (3). la carte topographique de Haffouz, à l'échelle 1/50.000 (4) . 1 la carte topographique de Sbiba, à l'échelle 1/50.000 (5). la carte topographique de Djebel Trozza, à l'échelle 1/50.000 (6). la carte topographique de Pavillier, à l'échelle 1/50.000 (7). Enstrite, nous procédons au tracé des limites des sous bassins, et qui sont au nombre de 6 (figure 3_8) : le sous bassin versant de Skhira. le sous bassin versant de Zebbes. le sous bassin versant de Morra. le sous bassin versant de Haffouz. le sous bassin versant de Haffouz Téléphérique. 1 le sous bassin versant de El Haouareb. 1 70 ....". N A o 8 Kn, Echelle 1-/ ------II Légende (1) : Le Sous-bassin Skhira (3) : Le Sous-bassin El Morra (5) : Le Sous-bassin Zebbes (1)+(2)+(3) : Le Sous-bassin Haffouz Cassis (1)+(2)+(3)+(4) : Le Sous-bassin Haffouz Téléphérique (1)+(2)+(3)+(4)+(5)+(6) : Le Sous-bassin El Haouareb Figure 3.8 : SOlls-bassillS tllI bassilll'l!rsalll tll! Ml!rglll!/lii ------l') Carlll lO~ de M.l<1har (21 C.ttIllOpographIque de Djebel SeId) -..J PUlln ....runt d. MarguellII o 20 km s Figure 3.7 : Cartes topographiques recouvrant le bassin versant de Merguellil ------1 Les superficies de ces sous-bassins sont indiquées dans le tableau 3.2 : 1 Tablean 3.2 : Superficies des sous bassins versant de l'oued Merguellil 1 1 z ,j Superficie (km ) ! Sous bassin versant Calcul et limites réalisés par J, 1 MNT· i Skhira 193 1 Morra 12.1 ,! Zebbès 181 1 Haffouz cassis 634 ,1 Haffouz téléphérique 663 El Haouareb 1192 1. • Modele numénque de terrain. • Maillage Le maillage considère des mailles carrées de 1.5 km de côté de la maille carré, ce qui correspond à 3 cm pour une carte à l'échelle 1/50.000. Ce maillage nous a permis d'obtenir 595 mailles au total. Nous procédons ensuite à la numérotation des mailles en prenant comme origine le point (1=10, J=lO ) avec l désignant l'axe des abscisses et J l'axe des ordonnées (le point (0,0) n'est pas pris comme origine, pour ne pas obtenir des cordonnées négatives sijamais des stations hOTS du bassin sont utilisées). Le bassin est alors enfermé dans une grille de 37 carreaux de longueur, et de 32 carreaux 1 de largeur. 1 ·Altitude aux nœuds des mailles La détermination des altitudes au coin (nœud) Sud-Ouest de chaque maille pennet d'obtenir la répartition des 'altitudes dans le domaine étudié. Pour ce faire, une règle est utilisée: Si le nœud se trouve sur une courbe de niveau, la cote de cette courbe lui est affectée. Sinon, une interpolation linéaire de l'altitude est réalisée en tenant compte des 2 cotes des 2 courbes de niveau entre lesquelles se trouve le nœud. 1 1 73 1 1 • Mailles partielles Dans l'hypothèse d'existence de réseau pennanent (ce qui n'est le cas),les mailles carrées entières sont alors subdivisées en des mailles partielles (de fonne quelconq"ue) en tenant compte des lignes de partage des eaux (c'est à dire des lignes de crête). Un maximum de 4 mailles partielles est pennis, par le modèle CEQUEAU, pour chaque carreau entier. Au total, nous avons obtenu 1335 mailles partielles recouvrant tout le bassin. Une règle est adoptée pour ce faire (figure 3.9) : 1 1cr cas : S'il existe un setù réseau hyùrographique, sur un carreau entier, le partage en mailles partielles TI'est pas nécessaire. 1 ème 2 cas: S'il existe plus qu'un réseau, il sera nécessaire de pratiquer le partage en mailles partielles. cours d'eau 1 1 1er cas 2ème cas Figure 3.9: Partage en mailles partielles Une fois le partage des mailles entières en mailles partielles est achevé, ces dernières sont codifiées: à chaque maille partielle est affecté un code A (ou B ou C ou D ). Ce codage est arbitraire. L'essentiel c'est que les mailles partielles d'un même carreau entier portent des codes différents. 1 1 74 .1 1 · Sem d'écoulement La détermination du sens d'écoulement d'une maiJIe partieJle à une autre pennet de smivre le transfert de l'eau vers l'exutoire (Figure 3.10) indiqué par l'intermédiaire de flèches. Cette mcœ est facilitée par l'utilisation du réseau hydrographique (Figure 3.11) du bassin versant de l'oued Merguellil qui a été établi par Kingumbi (1997).. Une règle est adoptée pour ce faire; c'est qu'au niveau d'un même carreau entier, il n'y a pas plus d'une flèche sortante. De plus, on ne peut avoir plus de cinq entrées dans un carreau partiel (critères exigés par le logiciel CEQUEAU). 1 1 .,/ ligne de pnrtage des eaux / f1ëd:1e ./. i::J.diquam ksens de _~ l"è::coulemcnt_..- .._----- 1 Figure 3.10: Détermination des sens de l'écoulement 1 • Pourcentages de superficie des carreaux partiels La détermination des superficies des carreaux partiels se fait par utilisation de papier millimétré. Nous n'avons pas utilisé le planimètre pour des raisons de commodité et de rapidité, et ceci vu le nombre important de mailles que nous avons (595 mailles) et leurs 2 dimensions réduites (3x3cm ). Le pourcentage de superficie d'un carreau partiel s'obtient en divisant la superficie de ce carreau partiel par la superficie du carreau entier. 1 1 75 ------Figure. 3.11 : RESEAU HYDROGRAPHIQUE DE MERGUElUL (Carte) (kl~JGUM~,J 1~~-r) --_.- ..------_.. _-_._------_._------···---·--··-----·-1 , o 5 10 .., . 1 1 .PlDurcentages de superficie des lacs Un inventaire de lacs collinaires existant sur le bassin versant de Merguellil effectué à ~-IRD ~ utilisé ici. Dans cet inventaire, les coordonnées de ces lacs (latitude et longitude) romI en degre. Par contre, sur les cartes sur lesquelles nous travaillons, les localisations sont :epërées en grade. Il fallait donc convertir ces coordonnées afin de pouvoir localiser les lacs illr le bassin.. Pour ce faire, nous avons utilisé les formules de conversion données par l'IRD éqeation 7, page 25). AiIl5Ü, nous avons pu repérer les lacs dans le système de coordonnées (1, J) adopté JOUI[ l'étude_ . 1 Parmi lces superficies des retenues des 40 lacs repérés sur le bassin, 4 superficies de :etemues seullement sont publiées à la direction de CES. Pour estimer les 36 superficies 1 :IIaEnquantes, nous avons le choix entre deux alternatives: essayer de trouver tille relation entre la superficie de la retenue et la superficie du '1assln ver~ sur la base des lacs collinaires observés par l'IRD (annuaire). Cette première iQlt:Jl!ion ne donne pas une relation de type connue (logarithmique ou autre... ). adopter nne hauteur moyenne pour une retenue obtenue. En divisant le volume de la .....- retenue par sa hauteur, nous estilpons la superficie de la retenue. Cependant, l~ i ème solution nous paraît plus intéressante, puisqu'elle tient compte de la :Orme physique des lacs, au lieu de chercher une relation mathématique purement 1 .:onceptuelle_ Du fait que la maille de coordonnées (35,32) renferme 3 lacs collinaires, celles de 1 .:oordonnées (24,29) et (36,30) en contiennent 2 chacune, ceci nous amène à additionner les roperficies des plans d'eau sur chacune de ces mailles de telle sorte que nous obtenons 36 lacs ID total. Les coordonnées des 36 lacs ainsi que le pourcentage de superficie du carreau entier ~'ils occupent sont présentées dans le tableau 3.3. Les pourcentages de superficies des lacs dépassent rarement les 10 %. En effet, trois !eulement occupent une superficie supérieure à 5 % de celle du carreau entier, 8 occupent 2 % :e superficie et 20 (la moitié) occupent 1% de la superficie. Plusieurs lacs ont des superficies nférieures à 0.5 %, et par suite ces derniers ne seront pas pris en compte par le logiciel CEQUEAU qui accorde aux pourcentages, une représentation en mode entier. Il en résultera une faible contribution des lacs et marais à l'écoulement et à la fonction 1 te production. 1 77 1 1 Tableau 3.3 : Localisation et pourcentage de superficie des lacs par rapport aux carreaux entiers sur le bassin versant de Merguellil ·1 J %Slac 13 36 1 13 37 2 14 37 2 16 37 1 17 37 2 17 38 3 18 38 1 20 39 1 21 29 1 22 30 1 22 38 0 1 22 39 0 24 29 10 25 35 1 26 34 1 1 27 36 0 28 34 1 34 30 1 1 35 28 2 35 32 15 35 33 2 35 34 2 36 27 1 36 30 7 36 31 2 36 34 3 37 17 1 37 32 1 1 37 35 1 38 28 1 1 40 27 2 1 40 35 1 41 24 1 41 27 1 43 25 1 44 24 1 • Pourcentag~ de superficie des marais L'existence des marais est rare sur le bassin versant de Merguellil. Ils sont facilement 1 repérables sur les cartes topographiques. Ils sont au nombre de 6. Leurs superficies sont 1 78 1 dëtterminées par l'utilisation de papier millimétré, comme pour les superficies de carreaux 1 parrtiels.. Le tableau 3.4 donne les noms et la localisation de ces marais T:ableso 3.4 Localisation et pourcentage de superficie des marais sur le bassin versant de Merguellil W Marais 1 J % Marais 1 38 29 4 2 39 " 26 3 3 40 23 3 4 41 23 19 5 42 22 16 6 44 20 11 1 • Pourcentages de superficie des forêts 1 Une carte d'occupation des sols (sur fonnat A3) du bassin versant de Merguellil est mise à disposition par ]'IRD (Figure 3.12), mais elle n'est pas à l'échellel/50.000. Pour obtenir une carte à l~ëchelle 1150.000, -il tàllait établir un rapport d'agrandissement entre la carte d"~ccupatïon sur format A3 "et la carte au 1/50.000 que l'on veut obtenir. Différents rapports S(ïJ)nt en fan trouvés (Figure 3.13 et tableau 3.5) : 1 1 Esquisse du Bassin tracé à l'échelle 1/50.000 Esquisse du bassin de la Carte d'occupation du bassin sur format A3 Figure 3.13 : Esquisses des cartes 1 1 79 ------ _Balls n L2JCUlUrt, :> ~E.lX CI[[] ICf'1 ~PartW', ([[[] T.1Cf,~I" o 20 s Figure 3.12 : Carte d'occupation du sol sur le bassin versant de Merguellil 1 Tableau 3.5 Détermination du rapport d'agrandissement 1 de la carte d'occupation des sols 1 Loi L li r =LoVLli , 1 1 i=l 124.61 24.50 5.08 i 1 j=2 66.88 13.20 5.07 1 j=3 66.66 13.04 5.11 1 1 i=4 54.55 10.70 5.10 1 1 Rapport moyen r= 5.09 , 97.22 Rapport d'echelle des deux cartes: r = 19.10 = 5.09 1 En conséquence, pour obtenir la carte d'occupation des sols à l'échelle 1150.000, il [allait agrandir la carte sur le fonnat A3, 509 fois ( Reprotechnique ). Le contour du bassin sur 1 la carte obtenu coïncide bien avec celui du tracé à la main (à l'exception de quelques légères différences). Enfin, le pourcentage des superficies de forêts est déterminé à l'aide du papier millimétré. Les différents types d'occupation considérées étant: le bâti, les cultures, le forêt, les parcours, les plans d'eau et les terrains forestiers (figure 3.12). • Conclusion La préparation des données physiographiques conduit à 595 mailles entières et 1335 1 mailles partielles. Les pourcentages de superficies des mailles partielles, les pourcentages de superficies des lacs, les pourcentages de superficies des marais, les pourcentages de 1 supe~cies de forêts et les altitudes des nœuds des mailles entières ont été établies. Toutes ces données sont transcrites dans des feuilles dites de codification pour être ensuite saisies. Pour chaque carreau partiel, on note dans la feuille de codification, son pourcentage de superficie par rapport au carreau entier, et les coordonnées de la maille partielle dans laquelle l'eau va être déversée (codification du sens d'écoulement). Ce maillage a permis d'estimer la superficie du bassin versant de Merguellil. Elle est évaluée en effectuant la somme de toutes les superficies des carreaux partiels contenus dans le bassin, à 1183.9 km' qui est légèrement différente de celle trouvée par Kingumbi (1997), , 1 obtenu par digitalisation par MNT : 1192.3 km . 1 81 1 c~ lé~ différence (de l'ordre de 0.7 %) peut être expliquée par la rectification 1 réc:en~ é!pp)o~ ern amont du bassin et qui consiste à enlever un petit tronçon ne faisant pas pamic fu bmssiI. Cette déduction est confirmée par la mesure de la superficie de ce tronçon :mIr la :'..!l"te 115].0010 à raide du papier millimétré qui vaut 9.27 km2 ce qui correspond à un ?O\urccrra~e de ).7ïi % de la superficie totale du bassin. Ur. mGlyen rapiide de contrôler l'exactitude de la détermination des altitudes se fait en œwrésmraml le mailllage, ainsi que les courbes de niveau maîtresses (Figure 3.14). La carte obnenu~ eSI co:npmrée à celle présentée par Kingumbi faite par le MNT (Figure 3.15). La connpaaISClTI mùntre une superposition assez satisfaisante entre les deux cartes. 1 3.~.1.2 PrêpantïoD des données hydrométriques et météorologiques 1 • C3IITeaJl emtier, il faut éliminerTune d'elles car le logiciel ne tient compte que d'une station parr mB:I1e.. Nom conservons celle qui semble avoir les données de meilleure qualité. LI'lolCaliSltion sur le bassin des postes retenus pour l'étude se fait d'une manière anmlogre iÈ ceDe adoptée pour placer les lacs collinaires (formules de conversion, IR.D ) (voir 1 talblea1l2. TI ] ). 1 .. lntrodmction des données hydrométriques et météorologiques dans le Logiciel U projet porte le nom: Mergu.prj (projet de Merguellil ). L.:s cfi.onne;:s physiographiques sont introduites dans un fichier appelé: Mergu .pah . Us imformations sur les postes hydrométriques et météorologiques sont introduites dans um ficlier appe:~: Mergu.bv . Les adlres~ des fichiers de la banque des données sont introduites dans un fichier portant le non:: Nll.ergudhm. 1 1 82 ------ 1100 1050 1000 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 15 250 200 15 20 25 30··· 35 40 45 ------ Figura 3.16 : CARTEDESALTITUDESDUBASSINDg MêRGUêLLlL (MNT) (I N A .. 1000 -1215 m 800 -1000 m •D 600 - 800 m 450 - 600 m 300 - 450 m • 192 - 300 m • 0 5 -10 15 Km , ~ -- 1 1 • Préparation de la base de d.onnées hydrométriques et météorologiques Les données météorologiques nécessaires pour le fonctionnement du logiciel sont: la température maximale de l'air en degré celsius. la température minimale de l'air, en degrés celsius. la précipitation liquide, en dixième de millimètres. Afin de préparer les fichiers de données hydrométriques, ainsi que celles des données météorologiques respectivement avec le format (3X,6A,I5) et le format (3X,7A,I5), un moyen rapide est adopté, en écrivant sur le registre des macros du logiciel EXCEL des macros, avec le langage Visual BASIC. Ces macros évitent de faire des transformations routinières de funnat de fichiers et font gagner du temps. 1 Par ce procédé Cl 'utilisation des MACROS), nous avons obtenu 26 fichiers ( portant le rnom :«code de la station. MET ») de données météorologiques et 5 fichiers de données 1 I:nydrométriques (portant le nom :«code de la station. DEB»). 3~4.2 Calage du modèle L'application du modèle CEQUEAU à un bassin versant nécessite l'ajustement de paramètres pour que le modèle reproduise le mieux possible les débits observés. L'ajustement dies paramètres du modèle CEQUEAU se fait généralement par essais et erreurs: on modifie les paramètres et on analyse les nouveaux résultats, pour déterminer si l'on doit continuer à 1 modifier les paramètres et dans quel sens. Les essais permettent également de se familiariser avec les interactions des paramètres du modèle, c'est à dire de connaître le sens et l'amplitude 1 des modifications de 1'hydrogramme simulé apportées par la modification d'un paramètre. La procédure d'ajustement des paramètres varie d'un bassin versant à l'autre; on peut cependant en déterminer les étapes nécessaires et les règles générales. 3.4.2.1 Critères du calage La vérification de l'ajustement du modèle se fait par l'analyse des résultats numériques et graphiques. 1 1 85 1 Ana~'se 1 ,4< des résultats numériques Pour chacune des stations hydrométriques du bassin versant étudié, et pour chaque année simulée, le modèle CEQUEAU compare: • la lame annuelle des débits observés et calculés. • iles lames mensuelles des débits observés et calculés. • Je débit journalier maximal observé et calculé. Afin de quantifier la précision des résultats, le modèle adopte deux critères d'"ajusrement: 1 • lle coefficient de corrélation, défini par: 1 (23) OÙ! : qci et • le coefficient de Nash (NTD ), défini par: 1 1 NID = 1- -'-r======(24) Il représente l'unité moins le rapport de la variance résiduelle à la variance des débits obseryés . Il vaut 1 lorsque les débits simulés q~i sont identiques aux débits observés qoi' A mesure que la dif~érence entre les débits calculés et observés s'accroît, le coefficient de Nash décroît et peut même devenir négatif. A la fin de la simulation, le modèle compare pour chacune des stations hydrométriques, les débits observés et simulés classés, à l'échelle journalière et mensuelle. 1 1 86 1 * Analy5e des résultats graphiques 1 L'a&déquation entre 'observations et simulations peut également être appréhendée à raide œs graphiques qui nous permettent de vérifier la reconstitution des étiages, des crues et le syncàromisme entre les débits calculés et observés. 3.4.2.2 Pr\l)cédure d'ajustement des paramètres: • DétenniDation des constantes du modèle CEQUEAU: l~s constantes du modèle CEQUEAU sont: - le ttmps de concentration du bassin ZN.. - la lEtitmde moyenne du bassin XLA. 1 - le pourcentage de surface impe:méable TRI. 1°) Calcul du temps de concentration du bassin ZN: 1 0' Parmi Res formules trouvées dans la littérature (Bargaoui, 1996) et (Boufaroua, 1999) destiœes pour le calcul le temps de concentration du bassin, nous distinguons: - Ra formule de Giandotti : 4JS +1.5L te = -0.-8..jH--=H=-- (25) 2 Avec S: SUlPerficie du bassin versant (en km ). l: IOlïllgUeur du talweg principal (en km). max H = H + H min (en m). - (26) 2 1 - la formule de Kirpich : 1 (27) Avec D = Htalwegmnx -Htalwegmin (en m). où Htalweg max est l'altitude maximale en amont du talweg principal. et Htalwegmin est l'altitude minimale en aval du talweg principal. Dans ces deux formules, le temps de concentration calculé s'exprime en heure. Ô Application : dans le cas du bassin versant de MerguelIil, nous avons les caractéristiques morphologiques suivantes: S = 1192 km2 (mesurée par MNT,!RD). L = 63.3 km ; Hrnax = 1226 m ; Hmin = 200 m (Kallel et al,1975) ; '1 ~ te = 10.9098 h = 0.4545 j (formule de Giandotti ) 1 87 1 ..., le = 9.5n2 h = 0.396 j (fonnule de Kirpich) 1 Des essais de simulation effectués sur le logiciel CEQUEAU montrent que le temps de ClDncentra~on calculé par la fonnule de Kirpich donne un résultat plus satisfaisant que celui awec lli foumule de Giandotti, donc nous adoptons ZN ~ 0.396 j. En fait, l'écart entre les. diébits calculés avec Kirpich et ceux observés est plus faible que celui calculé avec Giandotti. 2°) La latitude moyenne du bassin XLA : la Imtude moyenne du bassin versant de Merguellil en degré sexagésimaux est 3547. 3°) Le pourcentage de superficie imperméable TRI: . Afin de faire varier ce paramètre dans l'espace, nous avons utilisé les vecteurs 1 SURFlMPERM et attribué à ses champs des valeurs déduites de la géologie du bassin (ttableau 3_6) selon une estimation de Bourges 1. (1999), soit un pourcentage de surface 1 innperméable égal à 0.08 dans le sous bassin de Haffouz, et à 0.05 sur le reste du bassin. - Détermination des paramètres en relation avec la physique du phénomène: Ces paramètres sont le coefficient de correction des températures avec l'altitude, et le c.oefficiem de correction des précipitations avec l'altitude. ]0) Détermination du coefficient de correction des températures avec l'altitude COET : 1 Vu que nous avons utilisé les données de deux postes climatologiques qui sont Makthar et Kairouan, le gradient thennique entre ces deux stations sera: la différence des températures 1 î:nter- annuelles sur 3 ans (1995-1998) divisée par la différence d'altitude entre ces deux stations. Ce gradient vaut -5.222 (OC/I000m d'altitude). 1 1 88 1 Taèlea:.: 3.6 ; Distribution spatiale du pourcentage de superficie Imperméable TRI 1 sur le bassin de Merguel1W ~Vect:ur 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 SUR.=JMPERM 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 SUR:=IMPERM 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 SUR:=IMPERM 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.05 SUR:=IMPERM 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 SUR:=IMPERM 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.05 . 0.08 0.08 SURFIMPERM 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.05 0.08 0.08 0.08 SURFIMPERM 0.08 0.08 0.08 p.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 SUR:=IMPERM 0.05 0.05 0.05 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.05 0.08 SUR.=IMPERM 0.05 0.05 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.05 SURFIMPERM 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 SURFIMPERM O.Da 0.08 o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa 0.05 0.08 o.oa 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM o.oa 0.08 o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa 0.05 o.oa 0.08 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 o.oa 0.08 o.oa o.oa o.oa o.oa 0.08 o.oa o.oa 0.05 1 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 O.O? 0.05 0.05 o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 o.oa o.oa o.oa o.oa 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 1 SURFIMPERM 0.05 0.05 o.oa 0.08 0.08 o.oa o.oa 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.08 0.08 0.08 o.oa o.oa 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa 0.05 0.05 0.05 0.05 C.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.08 o.oa 0.08 o.oa o.oa o.oa o.oa o.oa (l.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 o.oa o.oa o.oa o.oa 0.08 0.05 0.05 a.os 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 o.oa 0.05 o.oa 0.08 o.oa o.oa o.oa o.oa SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.08 SURFIMPERM o.oa o.oa 0.08 o.oa o.oa 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.08 0.08 0.08 0.08 o.oa 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.08 o.oa o.oa o.oa o.oa 0.08 0.08 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.08 0.08 0.08 0.08 o.oa 0.08 0.05 0.05 1 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 o.oa o.oa 0.05 o.oa 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 o.oa . SURFIMPERM 0.05 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 1 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 • SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.95 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 SURFIMPERM 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 • Chac:.Je vecteur SURFIMPERM introduit dans le fichier des paramètrs et options Mergu.pah oontier: 14 champs renfermant chacun la valeur du pourcentage de superficie imermèable sur une maille du bas; n. Nous commençons par la maille situèe en aval jus.qu'à arriver à celle situèe en amont du bassin. 1 1 1 1 2°) Détermination Pluie moyenne Détermination de COEP interannuel1e (mm) P = 0,2015H + 235,32 600 500 •• • 400 1 300 200 • • 100 Altitude (m) 1 o . 0 200 400 600 800 1000 1200 Figure 3.16: Détermination de COEPpar régression linéaire Donc, COEP = 0.2015 mm/m. 1 eu Détermination des paramètres par essais et erreurs: 1°) Détermination de l'index et de l'exposant de la formule de Thornthwaite 1 (respectivement XIT et XAA) : Nous allons rechercher les paramètres XIT et XAA (JEOVA étant fixé à 80) qui conduisent à une ETP moyenne journalière 3.28 < ETP< 4.38 mm (1) (Hénia, 1987) Nous devons choisir le couple (XAA, XIT) suivant les deux tableaux 3.7 et 3.8. La variation de l'ETP en fonction de XIT et XAA est représentées en figures: 3.17,3.18,3.19 et 3.20. Nous choisissons le couple XAA= 2.4, XIT = 70 (relatifs la station climatologique de Makthar) qui vérifie la contrainte (1). Ce choix se justifie par le fait que la station de Makthar se trouve plus approchée des stations hydrométriques (Skhira , Haffouz et Zebbes) sur 1 lesquelles nous appliquons le modèle et testons sa sensibilité. "1 89 1 1 TableauJ 3.7: Calcul de J'ETP en fonction de XIT et de XAA po'ur la station de Makthar TJE moy= 15.64 oC ETP min ETP max 1 An 1200.00 1400.00 1 Jour 3.29 4;38 lIT ~ 1.4 1.6 1.7 1.8 2.0 2.2 2.4 65 1.82 2.17 2.37 2.59 3.08 3.68 4.3g 0'0 1.64 1.93 2.09 2.26 2.66 3.12 3.67 7r5 1.49 1.73 1.86 2.00 2.32 2.68 3.11 i SO 1.36 1.56 1.66 1.78 2.04 2.33 2.66 S5 1.25 1.41 1.50 1.60 1.80 2.04 2:30 1 1 9D 1.15 1.29 1.36 1.44 1.61 1.80 2.01 95 1.07 1.18 1.24 1.31 1.44 1.59 1.76 lIiDO 1.00 1.09 1.14 1.19 1.30 1.42 1.56 1 lliD5 0.93 1.01 1.05 1.09 1.18 1.28 1.39 t: 1110 0.87 0.94 0.97 1.00 1.08 1.16 1.24 ETP =t(XIT) i -a-xaa=1.4 . ETP (mmlj) i--h-7(aa=1.6 1 1 5.00 ;--*Xaa=1.7 , , 1 l-7iE-Xaa=1.8 4.00 ---- ,. - - - - j .~ --- ., ---- ., ---- ï ~. --- -, -- .- -- •• -- , , l--e-xaa=2.0 1 1 1. 1 3.00 ------,---- _; ---- -: ------_) ----- •• o. _ '. _ l-t-xaa=2.2 1 J J 1 1 1 1 i-xaa=2.4 2.00 ------1 ---- -1- --- -I- l 1.00 XIT 0.00 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 ---_.-...-- _.. -_._------.._------' Figure 3.17 : Variation de l'ETP en fonction de XIT pour la station de Makthar 1 1 90 1 1 -97 Tableau 3. 'a: Calcul de l'ETP en fonction de XIT et de XAA pour la station de Kairouan TJE moy = 20.43 oC ETP min ETP max 1 An 1200.00 1400.00 1 1 Jour 3.29 4.38 ~Ilï ~ 1.4 1.6 1.7 1.8 2.0 2.2 2.4 65 2.65 3.33 3.73 4.19 5.27 6.62 8.33 1 70 2.39 2.96 3.29 3.66 4.54 5.63 6.97 75 2.17 2.65 2.93 3.24 3.96 4.83 5.91 80 1.98 2.39 2.62 2.88 3.48 4.19 5.06 85 1.82 2.17 2.37 2.58 3.08 3.67 4.37 90 1 1.68 1.98 2.15 2.33 2.75 3.24 3.81 95 1 1.56 1.81 1.96 2.12 2.47 2.87 3.35 100 1 1.45 1.67 1.80 1.93 2.22 2.57 2.96 105 1 1.35 1.55 1.65 1.77 2.02 2.31 2.63 110 1 1.27 1.44 1.53 1.62 1.84 2.08 2.36 1 1 91 1 , 1 --B-xaa=1.4 l" ETP = t(XIT) ~aa=1.6 1 i ETP (mm/j) --*?(aa=1.7 i 9.00 ~aa=1.8 1 _: :.. 1 ...a l- ....: ... 1 ..1 _ 8.00 .~aa=2.0 1 Il • 1 1 1 1 • 1 1 , 1 1 .. --- -. -- -ï------ï---- :- --- .', ---- T---- 1- - - - "'j ---- 7:00 l l , 1 1 1 l-H 2.00 1 i 1 1 1 1 1 1 1 1.00 ··------T------~---~----~------~---- 0.00 XIT 1 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 1 Figure 3.19 ; Variation de l'ETP en fonction de XIT pour la station de Kairouan .. ----- ~------~----~------! r~-----' i 1 -e-xit=65 ! -b-xit==70 ETp:: t{XAA) ETP (mm/j) --*?(it=75 ~it=80 9.00 1 1 1 1 1 1 ~it=85 ;8.00 • 1 -1 .J 1. •• _'- 1 _ , 1 J 1 1 1 1 1 1 -H 1.00 --- •• -- 1------·1 ------"'! ,- -- -- ~. ------:- ••--• -.' , XAA 0.00 1.4 1.6 1.7 1.8 2.0 2.2 2.4 Figure 3.20 : Variation de l'ETP en (onction de XAA pour la station de Kairouan 1 1 1 20) Dérenmination du coefficient d'infiltration du réservoir SOL dans le réservoir ",ê 1 ~APPI : 'S"OUlS allons faire varier te coefficient d'infiltration du réservoir Sol vers le réservoir N_-\PPE: CIN dans l'espace, afin de tenir compte des aménagements CES dans cette mLDdélisation. :J.es. essais de simulation montrent que la valeur 0.15 du coefficient d'infiltration vers la napre est la plus optimale. D'autre part, nous distinguons 3 classes d'aménagements (tableall3.9 et annexe 2.5), où L est la longueur de la tabia. Tableau 3.9 : Classification des aménagements CES L(m) Classe L<200 A 1 200<=L<=400 B 1 .L>400 C La valeur 0.532 de CIN sur chaque carreau entier est calculée en attribuant à chaque classe d'aménagement un coefficient de pondération.(O.l5 pour la classe C, 0.07 pour la crasse B et 0.02 pour la c1asse A). Nous n'avons tenu pas compte de la section transversale' des tablas par manque de données. 3~) Détermination des paramètres restants: 1 Pour les autres p~ramètres du modèle (hauteurs des réservoirs, coefficients de vidange et p 3.4.2.3 Etude de sensibilité :l'ous cherchons ces paramètres par essai et erreur. La technique consiste à partir d'une combinaison initiale de paramètres et d'essayer d'ajuster les paramètres en variant un seul paramètre et laisser les autres figés jusqu'à obtenir la solution la plus optimale. Ceci suppose que les paramètres sont dépendants les uns des autres, mais en réalité, ils ne le sont pas. Cette technique est justifiée par le fait que nous ne connaissons pas quel genre de relation existe entre les paramètres (hauteurs des réservoirs et coefficient de vidange, 1 coefficient de transfert et coefficient de vidange par exemple ... ). L'analyse de chaque pas 1 93 1 d'' 1 1 1 1 94 1 1 Figure 3.41 : Etude de sensibilité des paramètres W1-Effet de variation de CVMAR o i i 1 1 CVMAR -20 ~ ------D~5 j)~5 __ .: 1 40L------~------J------1 1 1 -60 -1 ------+------~ ------80 1 1 1 1 ; -100 ------... ------"1 ------1 '. 1 -120 ------.:. ------1 ------l ' 1 -140 ------.!. ------..! ------' 1 -160 _------l ~ ------~ ------180 1 -Haffouz 1 OP (mm) -Skhira --Zebbes 1 ---_._------, W2-Effet de variation de CVNB CVNB 1 -Haffouz -Skhira 1 OP (mm) --Zebbes W3-Effet de variation de CVNH o i : 1 1 CVNH -20 f ------o,~------0:75 ------1 40 T------'------_.! ------~:~ T------1------1------Haffouz 1 1 1 -Skhira -100.~ ------:------~ ------Zebbes -120 ------1------.. ------1 1 -140 ------,------.,------, 1 .160 J.. ------.------_------1801.------'------.! ------OP (mm) 1 1 95 1 1 N°4·Effet de variation de CVSB O-+-----+-----t------i CVSB -100 Q..25 ~ __ Q.,Z5 ...:l 1 1 -200 ------:------;------1 1 l , ----r------r------; 1 1 ; -- ~ ------1------i 1 1 l , -500 !----- L--_---- -:------: -Goà ------:------1 Iii -700 ------~------: 1 1 l , -800 1------~ ------1 -- --' -Haffouz -900 ------.!.------.!..------_! -Skhira OP (mm) --Zebbes 1 W5-Effet de variation de CVSI CVSI 1 100 -r-----:------r-----, 50 -Haffouz 1 -Skhira 1 --Zebbes 1 ! -200 i 1 -250 .1..- ---'~ ...... :.:...... I i' ! 1 DP (mm) OP (mm) 1 W6·Effet de variation de XINFMA 20 .,...-----,....------,------, r--J-Haffouz o , -Skhira iP 3'0 5,0 1 0 -20 .------'-l ------, --Zebbes l , -40 .. ------L------1- _--- __ -- 1 1 l , -60 '.------1------1------, 1 -80 ------~------I------l, , XINFMA -100 ._------~------ -120 .1..- :...... ;'-- -1 1 1 96 1 1 W7-Effet de Variation de HINF OP (mm) 60 -r-----'-l,....------:------, 1 1 40 ------r------,------1 1 20 -----r------I------HINF 1 r o -~------~------1 -20 ----.5:0------o -40 -60 -80 -Haffouz -100 -Skhira -120 " ------~--~-~-~-~--~~-~-~-~-~-~-~-~- -140 .L- ---''-- ...... :.. ----J --Zebbes 1 f'r'8-Effet de l,'ariation d.! HINT 1 OP (mm) 100 r···-·; 1 l'~:::::;::-"'-_-....-.., 50 ,,:...._ ..._.;;J.._..._~-f- ----,-: HINT 1 1 ·100· - -150· -Haffouz -300 ..l..1__...!...._--''--_~__..:..__---1 -Skhira 1 --Zebbes 1 OP (mm) N"9-Effet de variation de HMAR 80 ..----.----.,.- ----··y"l 60 ..~-...- ..--;.-_'..-....-...- ..-.-...- ..-..!-...-" ..- ...... - .-..-.-_-..-.-.-...... 40. - ~ ------L-- ~ ------ 1 20" ------,.. ------1 HMAR O'.------~------,'- 0 -20·~.------~--....- ....--....-..-..-...... ;~ 1 1 -40· ------~------1 1 -60 ------,..------Haffouz -80.L------.:....------J -Skhira 1 --Zebbes 1 97 1 1 W1 a-Effet de variation de HNAP OP (mm) ao "T"""----...... ----...... ----..., 1 60' ------... -- ---1------______L J _ 40 1 1 1 1 20 ------T----- •. -- ., ----• _. --- -Haffouz 1 1 0-1---,---,--,---+-- -+1--,--",- '-Skhira 1 ~"""""""~ _~ _~_-_--_--_--_ -20 ...... _...... _..._...._...._..._..._..._.. ..._..._..._""'t'tO --Zebbes 1 -40 ------+------: ------60 ------~ ------~ ------80 .L.. --'- ----''------l HSOL 1 DP (mm) W11-Effet de variation de HPOT 1 :: t ==(======:_,~;~=== 20 t------:------:------Haffouz , o ! 1 , -Skhira -20 Î -' .------' ------1: 0 l' 1 --Zebbes ~: ======-- -ao f------:.---~=t======r= 1 1 HNAP -100 - '---...... ----..1 1 1 W12-Effet de variation de HSOL OP (mm) ao "T"""-----;----.,..---...,...----, _____ J_ 60 .--- . , 40··-----L-----~-----~------1 1· 1 20·------~-----~-----~------ oo o -f--- • 1 L.. 1 -20,.... - H?\!" --- "'Ill' -- ': ' --~,;O 40 ------~-----4-----~:----~1 -60 .. ----- ~ ----- ~ ----- "1 ------.ao .1-::':'-:'-: - ~ ----- ~-=-.::-:-:. - ~ -- .:.---.:::, --::.o:.ah affouz .100 _-._-._ ' .•_ .•.•- •._ •.•1 ~Skhira HSOL --Zebbes 1 1 98 1 1 OP (mm) N°13·Effet de variation de HRIMP 120 -r---ï"""--.....--...... ----, 100 -Haffouz 80 -Skhira 60 --Zebbes 40 20 - 0t:;;;"7""=t---t-----=::::i=====! ~~ =~=~~==~~===~~r HRIM? -60 ~::':"- - -:- --- -. :..• -- -:- -- .. -: -80 ...... __---:.' ....!' ':...-__...J 1 1 op(mm) W14·Effet de variation de EVNAP 80 ..,..------;------;------, ~ l , l' 60 .---- L------J------ 1 40 l ------~ ------~ ------.20 ------+------~ ------EVNAP l , o 'l-----t-----t-----j -20 ----- T --,--- 40 L1 J1 _ 1 1 1 l , -60 ::_~ ~ t- .------; --:_------Haffouz -80 ,. • 1 __.__ 1 ._ -Skhira 1 --Zebbes 1 OP (mm) W15·Effet de variation de E)C 80 -r------,..------,, 60 -+O-""__""oiioiioiiiioiioioi-""-'!"1.....iciiooiÏllill....OÏÏIÏÏIIIIÏÏIIIÏ~ 40 ------ï------1 1 20· ------r------· 1 o .1------1,------1 EXXKT , , .10 . ~V_"'_ ------v1-"------1 40 - -.,. .------,- ,,. ------~o L _ -Haffouz -80 .L- ...J -Skhira --Zebbes 1 1 99 1 1 1 1 (hapifl'e 4 AJlalJjse des résultats 1 1 1 1 1 4.Jl RESlïLTATS DE SIMULATIONS 1 PI~t..rrSi scénarios de simulations sont exécutés. La solution finale dépend évidemment de la ,corWÏnaison initiale des paramètres. Les paramètres obtenus après plusieurs essais sont oœsen15 dans le tableau 4.1. Tableau 4.1 : Liste des paramètres obtenus après plusieurs essais Paramètre Valeur Paramètre Valeur JOEVA 80 HRIMP Omm CVMAR 0 COEP 0.202 mm/m CVNB 0 EVNAP 0% 1 CVNH 0 XAA 2.4 CVSB 0 XIT 70 1 CVSl 0.066 XLA 3547 XINFMA 30 COET -5.22°c/1000m HINF 0.187 mm HSINI Omm HINT 27.96 mm HNINI Omm HMAR 40 mm HMINI Omm HNAP 100 mm QO omJ/s BPOT 30mm EXXKT 0.0003 HSOL 150 mm ZN 0.396j 1 ils ne constituent en aucun cas des paramètres calés puisque la '/aleur du coefficient de 1 Nash rorrespondante est très faible (0.29). 4.1 PRECISION DES SURFACES Le logiciel CEQUEAU permet d'imprimer les résultats des précisons de surtàce, co-mme il est montré dans le tableau 4.2 : S~?ERFIC:~ DES C.~REAUX ENTIERS 2.25 N~!BRE D~ VECTEURS LUS 595 AI:ECTAT~ON DES STATIONS HYDROMETRIQUES REELLES ET FITIVES A~f. CAR~~UX PARTIELS 1 1 101 1 1 Tableau 4.2 : Précision des surfaces des sous bassins Ne. 1 kscisse ORDONNEE CODE NUMERO B.V.REEL B.V.CALC ERREUR ; I J C.P C.P KM2 KM2 EN P.C 1 : 510::'= 1 45 21 A 1 1192.0 1178.86 -LlO 1 ~10::' 1 1 39 25 A 147 663.0 650.34 -1.91 1 610[:::; ! 23 33 A 917 193.0 192.04 -0.50 61 0~2S 36 25 B 240 181.0 18(21 1.77 i 1 i .nl 03~1 24 29 B 888 12.1 9.29 -23.20 1 1 1 PvUï lles 4 premières stations hydrométriques, l'erreur relative de superficie ne dépasse 1 pas les 5 %, ce qui indique que les données physiographiques sont bien préparées alors que pmmr la smation d'El Marra, l'erreur relative dépasse les 5%, ceci est du à la très faible SllIlperficie du 'sous bassin c.ontrôlé par cette station. En fait, elle n'occupe que Il carreaux elilltiers panni 595. Donc, nous pouvons dire que les données physiographiques sont bien puéparees en totalité et que la banque de drainage a été correctement fonnée.. 4..3 A..~ALYSE DES GRAPHIQUES 1 • L'analyse des .lames annuelles observées et calculées montrent qu'il n'y a pas d'erreurs s}~stématiques puisque les lames calculées ne dépassent pas celles observées pour toutes les 1 sllations. • Les grap'hiques des données spatiales (références des carreaux entiers, altitude moyenne des carreau.x entiers, pourcentage de forêt sur les carreaux entiers, pourcentage de lacs et marais sur les carreaux entiers ) sont utilisés pour valider les valeurs du fichier des données plbysiographiques. Ils servent également à déceler les différences de caractéristiques entre les sous bassins. • Les données météorologiques sont produites à l'aide des vecteurs CARTEEVA (carte de l'évaporation): CARTEPLUIE (carte de pluie) et CARTEMP (carte de température). • Les graphiques des réservoirs SOL et NAPPE permettent de visualiser l'état des réserves à 1 différentes dates. 1 102 1 1 4.3.1 Analyse des graphiques des données temporel/es: • les graphiques des débits journaliers montrent que pour les stations de Haffouz et Skhira, les éti!ges; sont bien reproduits et le synchronisme entre les débits calculés et ceux observés j est bjea réalisé. Les débits de crue sont sous estimés. Par contre, pour les stations de Zebbes de· d'H Morra, il y a eu une surestimation des débits journaliers calculés. 4:3.2 AlUl1).·se des débits représentés en mode classé • Pour la station de Haffouz, la courbe des débits classés montre que les étiages (pour une 1 fui:quence de dépassement proche de 1) ainsi que les crues (pour une fréquence de dëpas~ment proche de 0) ont été bien simulés par rapport à ceux observés. Pour les autres 1 stations (Skhira, Zebbes et Morra) seuls les débits d'étiages ont bien été simulés. 43.3 Analyse des débits moyens mensuelsprésentés en histogrammes -Une caractéristique commune aux deux stations de Haffouz et de Skhira, c'est qu'il y a une iIElpofiaI1te sous estimation des débits mensuels au niveau du mois de septembre pour l'année 19>97. Les débits mensuels de Haffouz (Nash=0.5533) sont mieux simulés que ceux de Skhira 1 (Nash=O.20J). 1 4.3.4 Décèlement des erreurs systématiques des débits moyens mensuels • Pour la station de HaîIouz, ce sont les mois de faibles débits qui sont surestimés. • !Pour la station de Skhira, ce sont les mois de faibles débits qui sont sous-estimés. • Pour la station de Zebbes, les débits mensuels observés sont d'une rareté que les faibles dëbits sont intensément surestimés. • Pour la station de El MOITa, il n'y a pas d'erreur systématique; les points sont répartis du part et d'autre de la première bissectrice d'une manière équitable. De plus les débits observés à cette station sont des débits reconstitués à partir des hauteurs d'eau. 1 1 103 1 1 Conclusion L'aptitude du modèle à simuler des crues importantes ouvre la voie à des applications diverses. La prévision de crues en temps réel en Tunisie centrale serait sans aucun doute un atout de taille pour la gestion de l'eau. En effet, une connaissance anticipée des apports consécutifs à une pluie permettrait entre autre de gérer les lâchés d'eau au niveau des grands barrages de manière optimale. Une autre application envisageable et qui tend à se développer est de coupler le modèle hydrologique avec un modèle de transport des particules en 1 suspension par exemple, l'objectif étant de quantifier les apports solides au niveau d'une retenue. 1 Cependant il faut émettre des réserves quant aux résultats qui peuvent être escomptés en opérationnel dans l'état actuel des choses. Tout d'abord, la modélisation pluie- débit à l'échelle de l'événemènt nécessite une nouvelle organisation de la collecte des données. Pour modéliser un épisode, il est indispensable que les données propres à l'épisode aient été relevées de manière correcte. A plus forte raison lorsqu'il s'agit de prendre en compte la variabilité spatio-temporelle de l'averse, une connaissance fine du champ pluviométrique est grandement souhaitable. 1 L'application du modèle CEQUEAU commence par la préparation des données 1 physiographiques , des données hydrométriques et des données météorologiques. L'étude de sensibilité des paramètres montre qu'ils ne sont pas complètement indépendants. C'est pour cela que nous recommandons d'essayer le calage en effectuant d'abord, une étude des interdépendances entre les paramètres déterminés par essais et erreurs. Toutefois, l'hétérogénéité spatiale sur le bassin et la diversité des climats, pluie et température exigent de varier les paramètres dans l'espace ce qui a été fait concrètement avec les paramètres TRI (fraction de superficie imperméable) et CIN (coefficient d'infiltration du réservoir sol vers le réservoir NAPPE). Concernant les avantages et les inconvénients de la version 4.Gb de CEQUEAU, nous pouvons dire que la fonction d'optimisation des paramètres présentait quelques lacunes. En 1 1 104 1 ~fifet, k programme d'optimisation des paramètres prend beaucoup de temps pour converger 1 verrs la ~lun:ion optimale. Une autre lacune, c'est le changement de fonnat des fichiers de données, par rapport :IlLX fornats des versions anciennes ( versions 1.0f3 , 2.0, 2.0f3 et 2.2) : les commentaires de l'éditcrr de CEQUEAU mettent un fonnat erroné, qui ne correspond pas à celui par lequel le rnmdèk towrne. 1 1 1 1 1 1 105 1 1 REFERENCESBIBLIOGRAPHIQUES • ALDEGHERJ1\1. 1979. Mesure des débits à partir des vitesses. Tome IV ORSTOMParis, 3FD. •A I.WI M. 1986. Etude du ruissellement dans les bassins versants des oueds Zéroud et Mc-guellil..\1émoire du diplôme d'études approfondies à la Faculté de Science de Tunis, 8~::;. •A I.WI M. et BARGA OUI Z. 1998. 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Elément d'hydrologie pour l'aménagement. Modélisation spatiale et r.e.mporelle des précipitations extrêmes et érosives en Tunisie centrale. Université de Tunis 1, Publication de lafaculté des lettres de Mano"uba, 486 p. Références des cartes topographiques utilisées • IGNF, 1957a: Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1/50 000, feuille de iUakthar (L 111). Edition 1. Office de la Cartographie et de la Topographie (0TC), Cité Olympique - El 1 L"t1en::ah. • IGNE: 1957b: Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1/50000, feuille de Djebel Serdj (L IV). 1 Office de la Cartographie et de la Topographie (OTC), Cité Olympique - El Menzah. • IGNF, 1957c: Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1/50 000, feuille de Djebel Barbrou Rouhia (L XI). Office de la Cartographie et de la Topographie (0TC); Cité Olympique - El l.Uen::ah. • IGNF, 1957d: Carte d'Etat Major de la Tunisie, 1/50 000, feuille de Haffouz(L XlI). 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Feuille N°V11I. 1 1 108 1 1 Liste des tableaux Page 2.1 MatérialLl: géologiques et leurperméabilité '11 2.2 Caractéristiques morphologiques du bassin de Merguellil àplusieurs sections de son cours 13 2.3 Caractéristiques morphologiques des sous-bassins de !vlerguellil 14 2.4 Ruissellements mayens observés et recollStitués 15 2.5 Amplitudethermique moyenne de la région de Merguellil 17 2.6 Evapotranspiration potentielle à Kairouan 19 2.7 Altitude et localisation des stations météorologiques utilisées 22 2.8 Températures moyennes mensuelles de la région de Merguellil (1995-1998) 23 2.9 Températures mensuelles ma.:dmales de la région de Merguellil (1995-1998) 23 2.10 Températures mensuelles minimales de la région de Merguellil (1995-1998) 24 2.11 Diagrammes à barres des st,ations pluviométriques sur le bassin de Merguelil 27 2.12 Postes pluviométriquesprésélectionnéespour l'étude 29 1 2.13 Pluviométrie moyenne mensuelle et interannuelle (1995-1998) 31 2.14 Pluviométrie 11wyenne annuelle dans la région de Merguellil 33 2.15 Oassification de quelques stations pluviométriques selon !ellr moyef11le 34 1 17lellSuelle (1979-.1998) 2.16 Corrélation entre quelques stationspluviométriques de la région de Merguellil 43 2.17 Inventaire des statiollS hydrométriques du bassin versant de Merguellil 45 3.1 Paraw..ètres et constuntes intervenant dans le modèle CEQUEAU 67 3.2 Superficies des sous bassins versants de l'oued Merguellil 73 3.3 Localisation et pourcentage de superficie des lacs sur le bassin versant de 78 jUerguellil 3.4 Localisation et pourcentage de superficie des marais sur le bassin versant de 79 Merguellil 3.5 Détermination du rapport d'agrandissement de la carte d'occupation des sols 81 3.6 Distribution spatiale du pourcentage de superficie imperméable TRIsur le 88' 1 bassin de Merguellil 3.7 Calcul de l'ETP en/onction de XIT et de XAApour la station de ilfakthar 90 3.8 Calcul de l'ETP en/onction de XITet de XAA pour la station de Kairouan 91 1 3.9 Classification des aménagements CES 93 4.1 Liste des paramètres obtenus après plusieurs essais 101 4.2 Précision des surfaces des sous-bassins 102 1 1 1 1 Liste des figures Page 21 Carte de situation du bassin versant de l'oued Merguellil 8 2:? Carte géologique du bassin de Merguellil 10 23 Carte des isohyètes des pluies moyennes annuelles 18 2.4 Evapotranspiration potentielle de Kairouan 21 25 Températures nwyennes mensuelles de la région de Merguellil (1995-1998) 23 2.6 Carte de localisation des stationspluviométriques dans la région de Merguellil 28 2.7 Pluviométrie moyenne mensuelle dans la région de Merguellil (1995-1998) 32 2.S Pluviométrie de la statioll de Haffouz DREpour 20 ans (1979-1998) 33 2~ Oassification de quelques stations pluvioniétriques selon leur moyenne 34 mensuelle (1979-1998) 2.10 Ajustement statistique des stations de Kesra et de Haffouz (1969-1998) 36 2.11 ltléthode de double masse appliquée aIL'" relevés mensuels des différents postes 41 pllIviométriques du bassin de Merguellil 1 2.12 Corrélogramme de quelques stations pluviométriques dans la région de 42 Merguellil (1995-1998) 213 Carte de localisation des slations hydrométriques dans la région de Mergllellil 44 1 (IRD,1999) 3.1 Modèle pluie-débit 52.-_n-o... 3.2 Schéma de production du modèle CEQSUEAU (J.l1orin et Paquet, 1995) 57 33 Schéma du réservoir SOL . 58 3.4 Schema du réservoir NAPPE 62 3.5. Schéma du réservoir LACS et MARECAGES 63 3.6 Conceptualisation du modèle CEQUEAU 68 3. '7 Cartes topographiques recouvrant le bassin versant de Merguellil 71 3.8 Sous-hassfns du bassin versant de Merguellil 72 3.9 Partage en mailles partielles 74 3.10 Détemlination du sens de l'écoulement 75 3.11 Réseau hydrographique du bassin versant de Merguellil 76 1 3.12 Carte d'occupation du sol sur le bassin versant de Merguellil 80 3.13 Esquisses des cartes 79 3.14 Carte des altitudes du bassin versant de Merguellil (SURFER) 83 1 3.15 Carte des altitudes du bassin versant de Merguellil (MNT) 84 3.16 Détermination de COEPpar régression linéaire 89 ·3.17 Variation de l'ETP enfonction de XITpour la station de Maktlzar 90 3.18 Variation de l'ETP enfonction de XAA pour la station de Maktlzar 91 3.19 J'ariation de l'ETP en.fonction de XITpour la station de Kairouan 92 3.20 Variation de l'ETP enfonction de XAA pour la station de Kairouan 92 3.21 Etude de sensibilité des paramètres 95 1 1 1 1 1 1 Annexes 1 1 1 1 1 Annexe 2.1 ; Inventaire des stationspluviométriques sur le bassin de 1 Merguellil (IRD: 1999) Cod~ ~om T)pe L:Jlitud.: Longitude Altitude D~'but Fin 1 HS5410204 \I.-\KTAR PF P ~ 3551 Il E 91215 900 1964 2 I-1S5410300 \I.-\KTHAR S\I P ~ 355108 E 91210 910 1888 1985 3 I-IS55862 11 SE1\"ED EL HADDAD P ~ 355-156 E 91322 R~5 1960 4 I-IS563S00-l SlOl H.·\.\l.lJ)A P ~355737 E 93259 690 1960 1996 5 148569060-1 SODG.·\ P ~ 3559 8 E 93522 702 1906 1996 6 1436005311 ..~B ..\lDA P :-: 3531 16 E 94323 297 1912 "7 H~6016911 ••\1),' JELLOULA P ~ 3548 7 E 94858 175 19-18 8 1-186060100 ELALAECOLE P ~35355-1 E 93226 -166 19-19 1971 9 1-1$6060211 El. ALAG:-: P ~ 353656 E 93329 466 1969 10 1-186137100 BOU H.·'.B'A PO~[)'AGE P ~354049 E 93913 300 1935 1990 Il 1-186161-111 CHR1CHlRA ECOLE P ~3538l-l E 95013 321 1902 12 1-1862168 Il DJEBEL TROZZA P ~353155 E 93-156 450 1925 IJ 1-186260100 HlR FEIDH HA:.\~l-\D P ~ 35J5 45 E 92145 570 1983 1 14 1-186296904 GL'ERIA l' ~ 3546 0 E 92650 67-1 193-1 15 I-1S6303011 H..\JEB EL AYOUl': DEL P ~352350 E 9324(, 350 1957 16 1-186303711 IIAFFOl'Z S\I P ~ 35J7 30 E 94030 170 1971 17 1-186303$11 Il ..\FFOUZ ORE P ~ 35J8 7 F. 94036 no 1%8 1 ~ 18 14%309011 11.·\Olf..\REB BLED SBlllA P 35 3-l li E 946 3 130 1970 1995 19 14%309100 Il.·\OU..\REBI P ~ 35 34 1( E 945 0 250 ·1928 1930 20 14S6321911 IIE~CHlR BHI\l-\ (SERJ..\) P ~35J3 30 E 92625 ·\50 19RO 21 1486366404 IŒSRA B9 P ~ 354846 E 92153 10001 1973 22 1486366604 KESRAFORET P ~ 354934 E 92126 986 18g8 :23 14li6331500 KSAR KEBRIT P ~ 352345 E. 93843 281 1974 1992 • 24 1486406200 \IO..\2IL P ~ 3541 25 E 93512 587 1980 1991 25 1486-106904 \l-VB..\R P ~ 35-l4 30 E 91340 ~55 19S0 26 14~~6417-111 \IESSIOuIA l' ~ 35J8 20 E 92753 G61 1980 27 1486440711 \ŒSSOUDIA CHEBIKA. P ~353715 E 95537 110 1967 28 14%·1-)1400 OLl·:O ~I.'\JAR B4 P ~ 3544 15 E 93621 375 1970 1990 29 1-18650(,-11 1 OUSLATI.·\ FORET P ~335050 F. 93523 465 1960 30 14S6506511 Ol:SLATlA r.-."RAT P ~ 355027 E 93643 460 1961 1 31 1486506611 Ol1SLATI.-\ G:>: P ~ 355049 E 93526 525 1967 1997 32 1486516800 H.·\FFOl'Z PICHO~ l' ~ 35 38 10 E 94010 270 1911 1959 33 1486584704 SKHIRA B.161ŒF LABEID P ~354423 E 923 3 600 1974 1 34 14866-18304 S[[)! ~IBAREK EL AYEB P ~3540 10 E 91520 787 1980 J5 1486658/iOO sml S.'\.·\O FRATERNITE l' ~ 352238 E 94047 240 1923 1959 36 14%65S700 sml S..\.·\I)1 l' ~ 352035 E 94050 270 1930 1:>58 37 148[,(,588 Il SIDI S..\.·\D 1.-\UGEAGE l' ~ 352.336 E 94147 23S 1951 3s 14867(>140-1 lF.I.I.A P ~ 35 48 33 E 914 5 861 Ino 30) 14S7515SII P..\ \'II.LlER ~lE1':ZEL MHIRI r ~35 '25 39 E 951 14 162 1914 1990 ·\0 1·IS7t-O.l·111 sml :\l.! ,,·.-\SR.ALLAH r ~35'21 10 E 94947 15U 1907 41 1485255·103 EI.lI'S ECOLE SERS l' ~ 35545-1 E 9 5 I~ (,,); 19S·' 42 1·1l-:53o}2203 L..\Il.·\R ECOLE SERS r ~ 3555 7 E \l 528 57~ In4 4·' 14S,;U3'J.)U') ..\l~ S.·\IJOlF.\' l' ~353J37 E 9 656 5(.0 1974 0.15 14St,J'J7J Il Il ..\.\llWlf:'.l ECOLE l' ~ 35'253! E l) 272'2 370 19G4 46 1·IS6325109 IIIR El. F..\ltCH l' :\35300 E 91327 560 19li6 47 1·IScjH7·Il)~ lEJ)F.I.lE~E l' ~ 35 35J2 E 9 327 (.30 197) 'Il' 1·IS63·1')8 Il KA!lWl ',.\.'\' S\I l' ~ 35 40 33 E 10 615 6(- 192) 19% ·l'J 1·ISo)·l')') 11 K,·\I1Wl=..\.'\' CFP EX PO\IP.-\ l' :\354014 E 10648 6ci 1960 1991 5U I-IS",151110U Jo.:.-\!lWl·..\~ ECOLE l' :\354033 E lU 0614 6l! 1912 1925 51 j.\S,,52S511 R.-\ti. \/):\ l' ~ 3537 6 E 10 430 7' Il)S~ 19% 1 52 l.ts~'.~(.f~SU') SII!'l'!'L..\ 1>1 \IRlI.L·\ l' :\352155 ~.: l) 1133 SI\! 1%-1 5.1 \·\s:'.5,,7-110 SIII'I'I1 ..-\ 1':-'1 CH.-\STEL l' .--: ) 5 1') -Il; l' l) 27 37. ,157 1976 1 1 1 Cod.: ~om Typ.: !..:llitud.: Longitud.: Allitud.: Mut Fin 54 1486570009 SBIBA vlLLE S~1 P :-: 353227 E 9442 627 1922 55 1487640012 SID[ EL H.-L'\' cn' P ~35 40 56 E 101850 72 1983 56 1486378812 KROUSS[A \ 'LLAOE EP OT P :-; 354528 E [01913 4[ 1983 57 1486623800 SID[ BOUJDARlA P :-; 35 35 16 E 941 58 215 1974 1986 58 1486606800 SID[ A...\I0R 10iA.:'" P N353546 E 100353 82 1952 1983 59 1486088140 EL GOUAZr.-.'E (OEDIPE \"4) PLO. :-<355431 E 94213 376 1993 60 1485088160 JANNET (OED[PE V4) PLO. N35 52 20 E 9 Il 38 820 1993 61 1486088190 DEKlKlR.A (OED[PE \'4) PLO. N 3553 4 E 94053 380 1993 62 1486188120 FIDH AL[ (OEDIPE \"4) PLO. ~35 42 24 E 93525 280 1993 63 1486388300 FIDH BEN l'ACEUR (OEb[p PLO. 1054245 E 93432 350 1994 64 1486454511 ~[ORRA BROE (OEDIPE V4) PLO. N3541 0 E 9 '2351 590 1996 65 1486388180 ABDESSADOK (OEDIPE V4) PLO. N35 40 52 E 91449 815 1993 66 1486060265 DJOU.-\..\IlA (BV.Zèbbes) P 1053810 E 92330 1998 1 67 148é060245 BRMI~(IA ECOLE PRL\I.(B\ P N 353544 E 92535 558 1997 68 1486060230 :-;'EOOEZ ECOLE (BV.Z.:bbes P :-: 353651 E 92855 1997 1 69 1486060275 CHOUACH[ (BV.Zèbb.:s) r N353425 E 9301!l 1998 1 70 14g6060221 KCHERDI.-\ (OEDIPE V4) PLO. N353724 E 932 1 1993 71 1486060'235 OULED A.\\OR (BV.Zèbbes) P :-: 3540 5 E 932 0 1997 72 1486060255 ZEBBESTELE P N3538 12 E 93629 380 '997 73 148W88350 EL OOUAZr-.'E A.\[O>'ï P :-:355120 E 941.15 520 1997 74 1486304010 IL-\FFOUZ CASSIS C2~IS PLO. N353913 E 93939 268 1996 1 30 1486309110 A.\IT BROE HAOUAREB P 1':353235 E 94354 215 1993 81 1486309115 !\lN OHRAB BROE HAOUAF P N353449 E 94327 222 1998 1 1 1 1 1 1 Annexe 2.2 : Postes pllll'iométriques du bassin versant de MerguelliJ N° Nom - poste code 1 \!:tk,Jî PF 5410204 2 \ f.ùdl:lr 5.\1 5410300 3 Ain Baida 6005311 4 4.,',: Jdlùula 6016911 5 El Ala Ecole 6060100 6 El Ala GN 6060211 7 D-::·. :!.d r 6088190 8 Bou Hafua Pompage 6137111 9 :~ii;·:-.:h!r3 Ecole 6162411 10 Fidh Ali (Oedipe V4) 6188120 Il Djebel Troua 6216811 1 12 :=;(~h H;) I1Hn;)d 6260100 13 GlIeria 6296904 14 i-:~:;:b E: ..\youn D·~l 6303011 1 15 Haffollz SM 6303711 16 Haffollz DRE 6303811 17 Barrage Haouareb 6308611 18 Haouareb Bled Sbitta 6309011 19 Haollareb 1 6309100 20 ,~~;:.:::i i Bhima (Seria) 6321911 21 Kesra B9 6366404 22 Kesra Forêt 63666C4 _JJ'" \:';'t.:2S ;~1dvk 6388180 24 Fidh Ben Naceur 6388300 25 Moazil 6406211 26 Majbar 6406904 27 Messiollta 6417411 1 28 \ k'5~')'.I':[iél-Ch~bika 6440711 29 Barrage El Morra PG 6454411 30 Oued Hajar B4 6491411 1 31 l)':S::1:,:) Forêt 6506411 32 :);,,":.:::::l ISR.-\T 6506511 ...... ).) ()',,; :,,(.'.1 G;-'; 6506611 34 Haffollz Pichon 6516800 35 Skhira B 16 Kef Labeid 6584704 36 Sidi BOlljdaria 6623800 37 :;:,,!' \1':-:1';1,. El A~;èb 6648304 38 .; '.:; S:1.~·.! Frar-:mit,s 6658600 39 )11.:: SJ ..1::i l 6658700 40 .;1 ~: 5.~:~~~~ JJI.t:.~~f.1.'J:= 6658811 41 Tella 6761404 1 1 1 1· Annexe 2.3: Inventaire des stations hydrométriques sur le bassin de Nfergllellil (IRD, 1999) .. î~~:~ LE ------.------.-._------.----.-.------[ [ l l Pê riOd~5 l C t: ~~.~:iû~. l Ri viàra l Lüitud~ l Longitud~ l Ait. l Sup. l ca ~ A }; l l d~g oin sec l dag cir. se;! l (kl.2 ) l ionct. r p ", ------.-.----.------.-.------.------.--.-.------r l l l l l l ~=:;ir. f: HBGUSEIL l l l l l l r IlJl)Olê~ ~Ja;L BSS tnAG[JA l CH~RICHIP.A l +35 31 40 l +009 {9 lOI l l / l 01 Û "l.000 10: m!t~. (B ; 1 l ERRAHBA .J l t35 4S H l +009 21 5JI 930 l 20.0000 l 1955/ 1 01 ê ::iUl>O 1D, S0U~2 FP: EQUIPE PARSH (6 20) l SOURCE O.EP.HASA r +35 43 56 l .009 22 OH 935 1 r 1910/ 1 01 (. ILOOÙIO~ ~:JJnINE (5 21) l SOURCE 0, ERHASA r t35 lB 52 l iD09 21 5H 9·35 l 20,0000 l 1911/ l 01 (. l.ffiDJI): !~5~ AIN ~IK&AOUI (B 22) l SOURCE l t35 43 53 l +009 01 5Il m l l 191I/19:l'J l 0l ~ rLOODJED !IN SOU Em (8 J5) l HERGUELLIL l +35 43 19 l t009 15 53I J33 l 433.000 l 1910/ l 01 C j'lillOl52 :0U ~AFSA !VAL D~AIUAGS l !!EP.GUEL~ lL r tH.. H 12 l +009 39 13I 299 l 615.000 l / l 01 t :ltIlDJ5j :ou E!~SA (S 12 ) l HERGUgLLIL l +35 H 12r .009 39 l3I 230 l 615.000 l 1931/19H l 01 0 ·iLIDDl ES :ASS[~ D~C!STAiIO~ SONEDE l lŒp.GUELLr L l +35 31 03 l .009 21 01 [ 260 l l 1912/ l 01 0 :L[)]1E9 HFE"0TIZ CmIS p.oun ~L ALA 1B3) l HERGUELLIL l +35 39 13 r iD09 39 3H 263 l 6340000 l 1965/1m l 01 0 ŒLIDD170 ~!FFOUZ T~LEPHER[QUE l HEP.GUE~~[L l !35 31 55 1 .009 39 3Si 2ô8 l 663.000 l 1969/ l 01 C 5LU1D175 ,!'/AL cos: ZZBBSS l HZRGUELLIL l t35 31 13 l .009 39 J1[ 243 [ 859.000 [ 1910/ l 01 C HiIlDl17 HO( BOUmW. (8 ll01 l HERGUELLIL l +35 35 15 l +009 41 sn 215 l 890.000 l 1914/ l 01 C: ". ilOilllBO ~~~ EL RAO": A~Sg (rOSDOUK E~ 01BI) r HîRGUeLLI L l +35 H 31 l +009 44 15 r 193 l 1105.00 l 1958/ l 01 f; :: UIlllm ~~ g~u.\?E: S?G~ l ~SP.GUELLIL 1 +35 H 03 l +OOS 45 ocr 203 1 1120.00 l / r 01 (; :[[1li1Bê ~~ F..DUAm ICA1LU êHERG. ) r EMERGENCE r +35 33 35 l +009 n lH 205 1 l 1993/ l 01 0 ;l[lD181 r{) [YI' ~ E}.~ SIEILTF.E r IIZRGUE~L[L r l r l l / 1 01 C IŒiTII90 ~!SHS GP3 (B 1) r IfERGUELLrL [ t35 35 3ô l +009 31 20r 150 l 1J1L 00 r ISô8/ l Dl 0 '[1]250 H~ E~ ).5E (B 5) l KERD l +35 43 56 l .009 23 m HI l 323.000 l 1966/1911 l 01 C :: t[i1}3{O :IH[:tJ. (B Hl r HERGUELLIL KSRD r +35 ( j 19 r t009 22 57I SSO l 193.000 l 1965/ l 01 C: ï[~2!0 nss[s PME E~ ALA lB 14) 1 zeB8ES r +35 38 21 1 +009 33 59r 3?.J. l 131.000 l 1959/ r 01 c IJt25 0 ~:aEE3 TEL:?HERIQUE l ZEBBES r t35 32 12 l +009 3ô 29I m l 120.000 l 1995/ [ 01 0 .. ~Q·~2€O ':'}!::UiElIT ~;?GU ELL [L (B1J) r ZEBBES l +35 31 Q5 r +De9 35 ~or 213 l 181.000 l 1969/ rOI G . tO~~50 ~ï CF 12 H~rTA~ HA?~OUZ (E t) r HAJA? l +35 41 01 1 +009 35 21I 365 l 20.6000 l 19ô5/19H l 01 0 :lD:;:,e J fi !1~?J::~ o. ~.jSRA l !!O~?A l +".. U C,) l t003 23 53I 5jO [ 12.5000 l 1595/ r iii e LG Ef305 ::c[ :J~ f.:?ms.l. (B S) r EaU P.ASS IlE l t35 47 3~ 1 t003 54 DIf 535 l 2.16000 r 1966/1913 r 01 û 'lE~Q~ ::Dt ::'U E:.mS.l. (3 1) l OULEe A~A?A l +35 41 n l H'02 5j l7I m l 2. 06000 l 1966/1913 r 01 e 1 0 Q :Hi51 :: G?:2 HA::AP. r.A:~OUZ (B 6) 1 DA~UD r 13.5 ,~ 2j 1 tO~9 20 OSI m r 12.0000 l 1966/ l 01 :':'ED0] :~E~(::~r(.: l Fie~;) l l l l l / l ------_._------.-.------.. ------_.. 1 1 1 1 Annexe 2.4 : I1B'elltaire des lacs col/illaires de la région de l'rferguel/il (IRD, 1999) N° du lac Nom du lac D~l~gation Longitud~ (0) Latitude (0) mvent. CES Invenl. DRE S. du B.Ven ha 1 El Marrouki Haflo uz 9° 43' 50" 35° 37' 24" 1 1 63 2 Dahbi Hailouz 9° 41' 05" 35° 37' 23" 1 1 564 3 Salem Thalle Haflouz . 9° 42' 50" 35° 38' 11" 1 1 205 4 Abda Haflouz 9° 40' 51" 35° 39' 48" 1 1 287 5 El Hoshas HaflollZ 9°39'51" 35° 39'48" 1 1 1050 6 Ben Houria Hailouz 9°36'15" 35° 39' 35" 1 . 1 -. 20$ 7 Ain Faouar Haffouz 9° 38' 39" 35° 40' 01" 1 0 290 8 Fidh Mbark HaflollZ 9° 34' 38" 35° 41'49" 1 1 95 1 9 Maiz HaflollZ 9° 36' 02" 35° 42' 06" 1 1 1300 10 FidhAli Haflo uz 9° 36' 13" :W42'40" 1 1 375 II 'dh Ben Nass Haflouz 9° 35' 30" 35° 43' 28" 1 1 213 1 12 Bouksab Haflouz 9° 37' 24" 35°43'28" 1 1 320 13 El Ghatnti:l Ouessletin 9° 35' 05" 35° 44'10" 1 0 212 14 El Gatar Ouessletia 9° 35' 43" 35° 44' 56" 1 1 450 15 El Mahbes Ouessletia 9° 36' 16" 35° 45' 06" 1 0 820 16 Ain Smili Ouessletia 9° 37' 6" 35° 46' 33" 1 0 720 17 El Garia 1 Kesra 9° 28' 27" 35° 44' 41" 1 1 64 18 El Garia 2 Kesra 9° 28'24" 35°45'31" 1 1 114 19 Wad Halrar Kcsra 9° 27' 05" 35° 46' 55"1 1 1 172 20 cdden Bou R Kesra 9°25'12" 35° 45' 59" 1 1 391 21 Ain Saadooll Kesra 9° 25' 53" 35° 45' 03" 1 1 22 El Morra El Ala 9° 23' 53" 35° 40' 59" 1 1 125 23 Absa 1 El Ain 9° 21' II" 35° 41' 06" 1 1 450 24 Absa 2 El Ala 9° 21' 40" 35°41'45" 1 0 82 25 FiJh EzzitOllI El Ala 9° 22' OS" 35° 43' 00" 0 0 100 1 26 Douclùha 1 Kesra 9° 21' 59" 35° 4S' 59" 1 1 20 27 B9uchiha 2 Kesra 9°21'54" 35° 48' 00" 1 1 34 28 \Vat! Thawctl Makthar 9° 19' 58" 35° 49' 12" 1 1 307 29 Fidh SCI\\; Mah:thar 9° 17' 40" 35° 4S' 25" 1 1 150 1 30 El Hinchir Mak1har 9° 16' 54" 35° 4S' 24" 1 ) 157 31 Oule M'rabel Makthar 9° 16' 49" 35° 4S' 06" 1 1 211 32 El Mkcbrta lv1aklh:lr 9° 16' 39" 35° 47' 42" 1 1 474 33 El Hfaya Makthar 9° 16' 28" 35° 47' IS" 1 1 266 3·1 Bou Huasinc ~.1ak1har ')0 13' 55" 35° 47' 40" 1 1 148 35 Fidh Smara 1I.·lal1har 9° 13' II" 35° 47' 30" ) 1 183 36 Fidh Gra\\'u Makthar 9° 13' 14" 35° 4T 07" 1 1 37 Sidi SOlIaIlC lIanoul. 9°40 '21" 35° 46' 46" 1 0 lOI 38 Ben Zitolln Halrow 9°36'53" 35°31'39" 1 1 250 39 'haiibit Ilaml' El Ab 9°35'35" 35°39'68" 1 0 400 40 Encml Ousse1étia 9°35'15" :15"·13'50" 1 0 1550 41 Kharroub OliSscl':lia 9°31 '26" 35°46'0-1" 1 0 1930 42 El Gas:laa Ousse!.:lia 9°33"28" 35°-13'10" 1 0 4S0 43 Ain Smili 2 Ollsse1':lia 9°36'56" 35°46"27" 1 0 164 1 1 1 Annexe 2.5 : Classification des aménagements sur le bassin de Merguellil (IRD, 1999) 1 Amen·ld Classe Amen-Id Classe Amen-Id Classe 2 B 50 C 9& B 3 A 51 C 99 B 4 B 52 C 100 B 5 C 53 C 101 A 6 A 54 B 102 B 7 B 55 B 103 B 8 B 56 B 10-1 B 9 C 57 B 105 C 10 C 58 B 106 B 11 B 59 C 107 B 12 B 60 C 108 C lJ B 61 B 109 B 1 14 C 62 C 110 B 15 C 63 C III B 16 C 64 B 112 B 1 17 C 65 C 113 G 1& B 66 A 19 B 67 C Légende: 20 B 6& B 21 B 69 c Classe A: L <200 22 B 70 B Classe B: 200 < L < 400 23 C 71 B Classe C:L > 400 24 C 72 C Où L: Longueur cle la banquette (en m) 25 C 73 C 26 C 7-1 B 27 C 75 C 28 C 76 C 1 29 B 77 B 30 C 7S C 31 B 79 B 1 32 C 80 B 33 C 81 A 34 B 82 B 35 C 83 B 36 C 8-1 C 37 B 85 C 38 C 86 B 39 C la B 40 C !(S B 41 A 89 C 42 B 90 B 43 A 91 B 4-1 B 92 B 45 C 93 C 1 46 B 9-1 C 47 C 95 B 4~ A 96 B 1 49 B 97 B ;: