MODELISATION DE LA GESTION DES EAUX

MODELISATION DE LA GESTION DES EAUX

LES CARACTERISTIQUES DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE

Le réseau hydrographique se définit comme l’ensemble des cours d’eau naturels ou artificiels, permanents ou temporaires, qui participent à l’écoulement. Le réseau hydrographique est sans doute une des caractéristiques les plus importantes du bassin. Le réseau hydrographique peut prendre une multitude de formes. La différenciation du réseau hydrographique d’un bassin est due à quatre facteurs principaux (la géologie, le climat, la pente du terrain, la présence humaine, le couvert végétal). L‘étude du réseau hydrographique permet de donner une idée sur le développement de son chevelu (ramification lâche ou dense), sa forme, sa hiérarchisation, sa densité de drainage, son rapport de longueur.Le réseau hydrographique du secteur d‘étude draine une superficie de l‘ordre de 820.30 Km2 .

La Hiérarchisation Du Réseau Hydrographique

Pour chiffrer la ramification du réseau hydrographique, chaque cours d‘eau reçoit un numéro en fonction de son importance. Cette numérotation appelée, ordre du cours d‘eau, diffère selon les hauteurs : Nous retenons la classification de STRAHLER qui est la plus utilisée (figure 7). Cette classification permet de décrire sans ambiguïté le développement du réseau de drainage d’un bassin de l’amont vers l’aval. Elle se base sur les règles suivantes :  Tout cours d’eau dépourvu de tributaires est d’ordre un.  Le cours d’eau formé par la confluence de deux cours d’eau d’ordre différent prend l’ordre du plus élevé des deux.  Le cours d’eau formé par la confluence de deux cours d’eau de même ordre est augmenté d‘un. 

La Densité De Drainage Et La Densité Hydrographique 

La densité de drainage La densité de drainage d‘un bassin versant est définit comme étant la longueur totale de tous les cours d’eau ramenée à l‘unité de surface, elle est étroitement liée à la longueur de l’écoulement superficiel (HORTON 1932 et 1945). Elle se définit par le rapport de la longueur totale des cours d’eau à la surface du bassin versant : ∑ Avec : Dd : densité de drainage en (km/km²), Li : Somme des longueurs de tous les thalwegs y compris le thalweg principal, A : superficie du bassin versant, Dans le cas du bassin versant de la moyenne Seybouse : Li = 940.56Km et A = 820.30 Km², Dd = 1.15 Km/Km².  La densité hydrographique La densité hydrographique représente le nombre de canaux d’écoulement par unité de surface. Où : F : densité hydrographique [km-2] ; Ni : nombre de cours d’eau ; A : superficie du bassin [km2]. Pour le bassin versant de la moyenne Seybouse elle est de l‘ordre de 1.32km-2 . La densité de drainage et la densité hydrographique obtenues indiquent que notre bassin versant est moyennement imperméable. 

Le Coefficient De Torrentialité

Le coefficient de torrentialité (Ct) indique la nature de l‘écoulement superficiel sur les versants du bassin (reflète la torrentialité des averses dans le bassin). Il est obtenu par la relation suivante : 𝟏 Ou : Ct est le Coefficient de torrentialité F1 est la Fréquence des talwegs élémentaires [km-²] ; Dd est la Densité de drainage [km/km²] ; Le coefficient de torrentialité de notre bassin versant est de l‘ordre de(0.76). 

Le Temps De Concentration

Le temps de concentration (Tc) est défini comme le temps nécessaire qu‘une goutte d’eau le prend pour du point le plus éloigné du bassin versant pour aboutir à son exutoire Il ne dépend pas des crues il est en fonction de la topographie du bassin versant. Pour calculer ce paramètre, nous avons adopté la formule de GIONDOTTI, qui s’écrit : √ 𝟏 √ Avec Tc : Temps de concentration ; Lp : Longueur du talweg principal (km). A : superficie du bassin km2 ; Hmoy : Altitude moyen du bassin ; H min : Altitude minimale. Le temps de concentration dans notre bassin versant est d‘environ (12.30) heures.

Le Rapport De Confluence

C‘est un nombre sans dimension exprimant le développement du réseau de drainage. Le rapport de confluence du bassin versant de la moyenne Seybouse est égal à 4.1. Chapitre I Boudjebieur E. Thèse de doctorat (2022) 23 Le rapport de confluence, appelé aussi rapport de bifurcation (8), il traduit le taux de bifurcation du bassin versant. Il s‘exprime par le rapport du nombre de cours d‘eau d‘ordre (n) sur le nombre de cours d‘eau d‘ordre (n+1), (Tableau.10) 𝟏 Avec : Rc : rapport de confluence des cours d’eau (« bifurcation ratio ») ; Nn : nombre des cours d’eau d’ordre n ; Nn+1 : nombre des cours d’eau d’ordre suivant ; Ce taux de bifurcation est lié au temps de concentration des sédiments dans le réseau de drainage, plus ce rapport est faible, moins il y aura de bifurcation au niveau de réseau de drainage et plus les évacuations des sédiments vers l‘aval se feront rapidement [Gravelius H]. D‘après Strahler (1957 et 1964), le rapport de confluence (Rc) varie de 3 à 5 pour une région où la géologie n’a aucune influence [Strahler 1957, Strahler 1964]. Dans la zone d‘étude, Rc varie entre 1.22 et 3.85 (Tableau.10). On peut conclure que la géologie de la région a une grande influence sur l‘écoulement des eaux superficielles. 

LE COUVERT VÉGÉTAL

Le couvert végétal a une influence directe sur l‘écoulement fluvial ainsi que les facteurs orographiques et climatiques. La résistance à l‘écoulement est d‘autant plus grande que le couvert végétal est plu dense. Dans le bassin d‘étude, les aires agricoles sont localisées essentiellement dans la plaine alluviale. Les cultures pratiquées sont dominées par des cultures maraîchères et quelques vergers d‘agrumes et d‘arbres fruitiers. Les forêts, les maquis et les broussailles occupent pratiquement toute la bande des monts (tableau 12).  A partir de la carte d‘occupation du sol (figure 8) nous pouvons déterminer la superficie occupée par chaque type de végétation ; les résultats sont représentés dans le tableau 11. 

Le Domaine Agricole

Le domaine agricole est représenté par quatre types d‘occupation :

Le Périmètre D’irrigation

Les cultures pratiquées dans le périmètre sont les cultures maraîchères, les cultures industrielles, les cultures fourragères et l‘arboriculture, nous les trouvons surtout sur les terrains à pentes faible et moyenne. Elle occupe une superficie de 98.6 km2 , soit 12.02 % de la superficie totale du secteur d‘étude.

Les Grandes Cultures

Ce type de culture est prédominant. Il occupe une superficie de 378.56km2 , soit 46.15% de la superficie totale du secteur d‘étude. Les oliviers occupent une superficie réduite 59.24 km2 , soit 7.22% de la superficie totale (DSA Guelma 2018) La végétation naturelle, les forêts, les maquis et les broussailles. Les forêts et les maquis Ils jouent un rôle important dans la protection du sol, particulièrement contre l‘érosion. Ils s‘étendent sur une superficie de 175.40 km2 , soit 21.38% de la superficie totale et se trouvent sur des terrains ayant des pentes assez fortes à fortes. Les broussailles, occupent une superficie de 98.50km2 , soit12.01% de la superficie totale. Le tissu urbain, Il occupe 5.30 Km2 soit 0.65% de la superficie totale.  Figure 8: Carte de couverture végétale du bassin de la moyenne Seybouse Guelma(Boudjebieur.E. 2022) 

Récapitulation Des Caractéristiques

Du bassin versant de la moyenne Seybouse Toutes les caractéristiques physiques du bassin versant de la moyenne Seybouse sont reprises dans le tableau récapitulatif ci-dessous (Tab.12). Tableau 12: Caractéristiques physiographiques (physiques) du bassin versant de la moyenne Seybouse Paramètres Symboles Unités Valeurs Morphologie du bassin versant Superficie A Km2 820.30 Périmètre P 138.78 Indice de Gravélius Kc / 1.37 Rectangle équivalent Longueur Leq Km 55.00 Largeur Leq Km 14.92 Chapitre I Boudjebieur E. Thèse de doctorat (2022) 26 Relief Altitude maximale Hmax M 1404 Altitude minimale Hmin M 90 Altitude moyenne m Hmoy M 475.96 Altitude médiane H50% ou Hmed M 400 Hauteur 5% H5% M 985 Hauteur 95% H95% M 150 Indice de pente de Roche Ip / 0.138 Indice de pente classique ou Indice de pente moyenne Ic ou Im m/km ou % 23.89 Dénivelée totale du bassin versant DT =Hmax – Hmin DT M 1314 Dénivelée globale D= H5% – . Les terrains rencontrés vont du Trias jusqu’au Quaternaire, on distingue de haut en bas : le Quaternaire, le Mio-Pliocène, la nappe numidienne, les nappes des flyschs, la nappe ultra-tellienne, la nappe tellienne, les écailles des Sellaoua et enfin la nappe néritique constantinoise (figure 09). La région d‘études fait partie de l‘ensemble géologique du tell algérien Nord oriental. Elle est constituée par des terrains sédimentaires dans l‘ensemble sont d‘âge crétacé, oligocene, Moipliocene et quaternaire. Le fond du bassin occupé par une plaine alluviale correspondant a un synclinale comblé par des argiles, des conglomérats, marno-calcaires, des grés numidiens et des calcaires lacustres. Au sud les formations numidiennes se développent largement en occupant la partie montagneuse jusqu’à Sadrata. Ce sont surtout les calcaires ypresiens qui dominent, puis viennent les grés numidiens du flanc de Mahouna et les séries marno-calcairs et argiles crétacé. Plusieurs réseaux de failles de direction NW-SE et NE-SW affectant les massifs primaires et les massifs de la chaine Numidique existant à l‘échelle régionale, ainsi que de nombreux plis sont visibles au niveau de ces massifs.

Nappes Alluvionnaire De Guelma

Elle est située dans la vallée de l‘Oued Seybouse en grande partie sur sa rive droite. Elle est sillonnée par l‘Oued Seybouse d’Ouest en Est, depuis Medjez Amar jusqu’à Nador. (Djabri L, 1996).Ces alluvions sont perméables et sont alimentés par les eaux d’infiltrations des pluies et des apports latéraux du bassin versant de Guelma. Elle est constituée de trois terrasses distinctes (basse, moyenne, et haute) (Mouassa .S (2006))  La basse terrasse : C’est la vallée dans laquelle coule l’actuel Oued Seybouse. Elle est formée de graviers, de sables et de galets. Son épaisseur croit vers l’Est, elle est de 8 m au Nord de la ville de Guelma et atteint 16 m au Nord-est de Boumahra, Le substratum est constitué de marnes à gypses et d’argiles du Miocène dans sa partie Ouest. A l’Est, il est constitué d’argiles et de grès numidiens (Mouassa .S (2006))  La moyenne terrasse : Elle est constituée d’un matériel détritique relativement fin en alternance avec des passées argileuses. Le substratum est toujours marneux à gypse. Son épaisseur est plus importante que celle de la basse terrasse (40 m environ) (Mouassa .S (2006))  La haute terrasse : Elle est située au Sud de la moyenne terrasse et elle est formée d’alluvions grossières Plioquaternaires (galets, graviers, grès, sables et quelques passées argileuses) perméables. La couche superficielle montre une affinité argileuse nette. Le substratum est aussi constitué de marnes à gypses et d’argiles du Miocène jusqu’à l‘Oued Boussora. Vers l’Est, il est constitué d’argiles Eocènes. L’épaisseur de cette partie de la nappe aquifère est plus importante que celles des deux premières et varie de 50 m à 150 m par endroits (H’Fais) entre Belkheir et Boumahra. La plus grande quantité en eau de la nappe est exploitée par le biais de forages de différentes profondeurs, de puits, et de captage de sources (Mouassa .S (2006)) Chapitre I Boudjebieur E. Thèse de doctorat (2022) 28 

Géologie Et Stratigraphie

Le Primaire

Les terrains primaires ne présentent pas beaucoup d’affleurements, ils sont réduits et on les trouve au Nord du massif de Nador N’Bails à l’entrée des gorges de l‘Oued Seybouse. Ces affleurements sont formés par des schistes satinés alternants avec des petits bancs de grés. 

Le Trias

On le trouve uniquement à l’extrémité Est de la plaine alluviale. Il est formé d’argiles bariolées injectées de gypse, cargneules et de bancs disloqués de calcaires dolomitiques sombres.

Le Néritique

Caractérisé par un faciès jurassique – crétacé plus ou moins karstifié. Il est surmonté par plusieurs nappes de charriages et impliqué dans les grands accidents. Il apparaît aussi sous forme de fenêtre à Djebel Mahouna, Djebel Debagh, Nador et plus à l’Ouest à Djebel Taya.  Le Jurassique Il est représenté par des dolomies noires avec des schistes calcaireuses de faibles épaisseurs dans la région de Djebel Debagh.  Le Crétacé Le Crétacé inférieur est représenté par des calcaires massifs ou lissés et de dolomies à algues d’âge Aptien, on le rencontre à Hammam Bradaa et Djebel Debagh. Les calcaires massifs à microbrèches,calcarinites avec des niveaux calcaires à chailles indiquent nettement le faciès néritique du Compagnien – Mæstrichtien (Vila 1972). Le Crétacé supérieur est caractérisé par des niveaux calcaireux dolomitiques riches en orbitolines et des débris à Rudiste datant le Cénomanien – Vraconien d’épaisseur limitée

L’unité Tellienne

Elle appartient au domaine externe de la chaîne des Maghrébides dans le Nord – Est algérien. Cette unité correspond au domaine Tellien externe qui est constitué de formations paléogènes, où l’on distingue : – un ensemble méridional à Nummulite et au Sud à Globigérines ; – un ensemble médian à sédimentation profonde ; – un ensemble septentrional à matériels Eocène. La série débute par des marnes noires paléocènes et atteint le Lutécien inférieur avec une faune riche en Nummulite.

L’unité Ultra – Tellienne

Le faciès dominant est celui des marnes et marno-calcaires avec des barres de micrites à microfaunes variées (Delga et al, 1968). La stratigraphie est la suivante, dont on distingue de bas en haut : -marnes à ammonites (barrémien – albien) -marnes à micrites vertes (Campanien) -marnes grises (Maestrichtien) A Djeballa Khemissi, cette unité est caractérisée par des formations crétacées de faibles épaisseurs. 1.6.2.6. Le Numidien Il forme les principaux reliefs de la région de Guelma (Mahouna, Houara). Il est caractérisé par un flysch gréseux constitué par les trois termes suivants : -épaisseur d’argile verte et rouge d’âge Oligocène -alternance d’argile et de gros blocs de grès souvent hétérométriques d‘âge aquitanien -argile, silexites et marnes correspondants au Burdigalien inférieur. Chapitre I Boudjebieur E. Thèse de doctorat (2022) 30 A Hammam Debagh, le sommet est représenté par des grès grossiers à dragées de quartz (Lahondere, 1981). 

Le Post – nappe 

Le Mio-Pliocène Représenté au niveau du bassin de Guelma par des marnes à gypse, argiles et conglomérats rouges. Il est considéré comme une formation post – nappe, où on y voit succéder deux cycles -La molace de Guelma visible sur la route Guelma Bensmih, composé de grès jaunes friables, intercalés avec des formations argilo – marneuses grises ou jaunes parfois gypseuses. -Le second cycle formé par une succession d’argiles de conglomérats rouges, argiles grises à gypses et à soufre et des calcaires lacustres. 1.6.2.8. Le Quaternaire Les formations du Quaternaire sont la base de cette étude puisque avec les formations pliocènes, constituent la roche réservoir de la nappe aquifère de Guelma. Le Quaternaire occupe le centre du bassin et correspond au faciès de terrasses où l’on distingue :  Les Alluvions anciennes Ce sont des éboulis mélangés parfois à des argiles numidiennes. Elles sont localisées tout le long du versant Ouest du bassin. Les terrasses d’alluvions anciennes dominant d’environ 55m à 60m le thalweg de la Seybouse, s’écartent pour former la grande plaine qui s’étend à l’Est de Guelma, et se rattache vers le Sud à la terrasse pliocène qui atteint une altitude d’environ 90m à 100m au-dessus de la Seybouse. Cette dernière comprend tantôt des limons avec cailloux roulés, tantôt des conglomérats intercalés de bancs marno – calcaires un peu travertineux.  Les Alluvions récentes Elles forment la majeure partie de la vallée principale actuelle de l‘Oued Seybouse. Ce sont des cailloutis, galets et graviers calcaires parfois à ciment marneux (Mouassa S.2017)