Impact de l’érosion sur l’envasement des barrages, la recharge des nappes phréatiques côtières et les intrusions marines dans la zone semi-aride méditerranéenne : cas du barrage de Boukourdane (Algérie)
Recharge de la nappe; barrage; sédimentation; érosion hydrique; Algérie; Groundwater recharge; dams; sedimentation; water erosion,; Algeria
Abstract :
[fr] Description du sujet. L’érosion hydrique est une problématique particulièrement importante, notamment dans la zone
méditerranéenne et semi-aride. Cette zone est caractérisée par des régimes pluviométriques irréguliers qui ont une influence
considérable sur les pertes en sol. Dans les zones montagneuses, les phénomènes d’érosion hydrique sont accentués par les
fortes pentes et la couverture réduite du sol. Les barrages alimentés par ces zones subissent un envasement lié à une érosion
importante. L’envasement de ces barrages limite drastiquement leur capacité et donc leur durée d’exploitation. Lorsqu’ils
sont utilisés pour la recharge de nappes phréatiques, les lâchers entrainent la remise en suspension des particules fines qui
s’accumulent au niveau des zones de recharge et réduisent la capacité d’infiltration par colmatage de la porosité du sol, ce qui
conduit à un abattement important des niveaux piézométriques. De plus, les nappes phréatiques situées dans la zone côtière
sont sujettes à des pompages intensifs. Ces deux phénomènes ont pour conséquence de rendre les nappes particulièrement
sensibles aux intrusions marines.
Objectifs. Cet article vise, d’une part, à quantifier le taux d’envasement dans le cas du barrage de Boukourdane (Nord de
l’Algérie), qui est utilisé pour la recharge des nappes phréatiques et à montrer, d’autre part, la diminution de la perméabilité au
niveau du champ captant avec la gestion actuelle des lâchers.
Méthode. Les débits solides ont été mis relation avec les débits liquides et la concentration en sédiments prélevés ponctuellement
dans l’oued. La relation établie a permis d’évaluer les apports solides dans le barrage de Boukourdane. L’impact des lâchers
sur la recharge du champ captant a été évalué par regroupement des puits et forages du champ captant à l’aide de l’heuristique
k-moyenne. Des régressions ont ensuite été appliquées sur les variations piézométriques de chacun des groupes.
Résultats. Le taux d’érosion spécifique des sols, aussi appelé taux de dégradation spécifique des sols, a été évalué à 366 t.km-2.
an-1 pour la période de 1993 à 2005. L’augmentation de la fréquence des pluies exceptionnelles se traduit par une augmentation
du taux d’érosion des sols à 446 t.km-2.an-1 (+ 22 %) pour la période de 1993 à 2013. Ces valeurs correspondent à des volumes
de vase accumulés au droit du barrage respectivement de 8.104 m³.an-1 et 11.104 m³.an-1.
Conclusions. Une modification de la gestion des lâchers actuelle a un impact positif sur la restauration partielle de la
conductivité hydraulique et de facto, sur la lutte contre les intrusions marines. [en] Description of the subject. Water erosion is a particularly important issue, especially in the Mediterranean and semi-arid
zone. This zone is characterized by irregular rainfall patterns, which have a considerable influence on soil loss. In mountainous
areas, water erosion phenomena are accentuated by steep slopes and low ground cover. The dams draining these areas undergound siltation linked to significant erosion. The silting of the dams drastically limits their capacity and thus their operating life. When used for recharging aquifers, the resuspension of fine particles may accumulate in the recharge areas and reduce infiltration capacity by clogging soil porosity. This leads to a significant reduction of groundwater levels. Additionally, groundwater
situated in the coastal zone is submitted to intensive pumping. These two phenomena make groundwater particularly sensitive to marine intrusions.
Objectives. This article aims, on the one hand to quantify the rate of siltation in the case of the Boukourdane dam (northern Algeria), which is used to recharge groundwater. On the other hand, the article also shows the reduction in permeability in the capturing field with the current management of releases.
Method. Solid rates were set in relation to the liquid flow and sediment concentration occasionally taken from the wadi. The relation established made it possible to evaluate the solid contributions to the dam of Boukourdane. The impact of the releases on recharging the well field was evaluated by grouping wells and the well field mushrooms using heuristic k-means. Regressions were applied to the piezometric variations of each group.
Results. This dam is fed by a catchment area of 156 km². Sediment transport was estimated from empirical formulas. The specific degradation rate was estimated at 366 t.km-2.year-1 during the 1993 to 2005 period. The increase in the frequency of extreme rainfall resulted in an increase in the soil erosion rate to 446 t.km-2.year-1 during the 1993 to 2013 period. The volume of sediments accumulated in the dam reached 8.104 m³.year-1 and 11.104 m³.year-1 respectively during these two periods.
Conclusions. A change in the management of current releases has a positive impact on the partial restoration of the hydraulic conductivity and de facto, on the fight against marine intrusion.
Impact de l’érosion sur l’envasement des barrages, la recharge des nappes phréatiques côtières et les intrusions marines dans la zone semi-aride méditerranéenne : cas du barrage de Boukourdane (Algérie)
Alternative titles :
[en] Impact of erosion on the silting of dams, on the recharging groundwater and on coastal marine intrusion in the Mediterranean semi-arid area: Case of Boukourdane dam (Algeria)
Publication date :
December 2016
Journal title :
Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement
ISSN :
1370-6233
eISSN :
1780-4507
Publisher :
Presses Agronomiques de Gembloux, Gembloux, Belgium
Abdalla O.A.E. & Al-Rawahi A.S., 2013. Groundwater recharge dams in arid areas as tools for aquifer replenishment and mitigating seawater intrusion: exemple of AlKod, Oman. Environ. Earth Sci., 69, 1951-1962.
Abedini M.J., Nasseri M. & Ansari A., 2008. Cluster-based ordinary kriging of piezometric head in West Texas/New Mexico–Testing of hypothesis. J. Hydrol., 351(3-4), 360-367.
Achite M. & Meddi M., 2004. Estimation du transport solide dans le bassin versant de l’oued Haddad (Nord-Ouest algérien). Sécheresse, 15(4), 367-373.
Achite M. & Meddi M., 2005. Variabilité spatio-temporelle des apports liquide et solide en zone semi-aride. Cas du bassin versant de l’oued Mina (nord-ouest algérien). Rev. Sci. Eau, 18(special), 37-56.
Achite M. & Ouillon S., 2007. Suspended sediment transport in semiarid watershed, Wadi abd, Algeria (1973-1995). J. Hydrol., 343, 187-202.
Bergaoui M., Camus H. & Nouvelot J.F., 1998. Essai de modélisation du transport solide sur les micros bassins versants de Tebaga (Tunisie centrale). Sécheresse, 9(1), 51-57.
Bouanani A., 2004. Hydrologie, transport solide et modélisation. Étude de quelques sous-bassins de la Tafna. Thèse de doctorat: Université de Tlemcen (Algérie).
Bouckaert R.R., 2010. WEKA Manual for Version 3-6-4. Hamilton, New Zealand: University of Waikato.
Bourouba M., 1996. Essai de quantification de l’érosion actuelle à partir des mesures de turbidité en Algérie orientale. Bull. ORSTOM, 16, 232-250.
Bourouba M., 1997. Les variations de la turbidité et leurs relations avec les précipitations et les débits des oueds semi-arides de l’Algérie orientale. Bull. ORSTOM, 17, 345-360.
Bourouba M., 1998. Phénomène de transport solide dans les hauts plateaux orientaux. Cas de l’oued Lougmence et oued Leham dans le bassin de la Hodna. Rev. Sci. Technol., 9, 5-11.
Clarke R.T., 2009. Bias and variance of estimators of suspended sediment load. Hydrol. Sci. J., 35(3-6), 253-261.
Degallier R., 1969. Interprétation des variations naturelles du niveau des nappes. Bull. BRGM, 3(2), 7-56.
Elahcene O. et al., 2013. Étude de la dynamique sédimentaire dans le bassin versant de l’Oued Bellah (Algérie). Hydrol. Sci. J., 58(1), 224-236.
Fareh A., 2006. Approche méthodologique de la cartographie de la sensibilité des sols à l’érosion. Cas du bassin versant de l’Oued El Hachem Wilaya de Tipaza. Mémoire d’ingénieur: Institut National Agronomique, Alger (Algérie).
Ghenim A., 2008. Étude des écoulements et des transports solides dans les régions semi-arides méditerranéennes. Thèse de doctorat: Université de Tlemcen (Algérie).
Heusch B. & Millies-Lacroix A., 1971. Une méthode pour estimer l’écoulement et l’érosion dans un bassin. Application au Maghreb. Mines Géol. Rabat, 33, 21-39.
Horowitz A.J., 2002. The use of rating (transport) curves to predict suspended sediment concentration: a matter of temporal resolution. In: Proceedings of the workshop, Turbidity and other sediment surrogates, April 30-May 2, 2002, Reno, NV, USA.
Keddar A., 2011. Impact des aménagements hydrauliques sur le transport solide dans une région semi-aride: cas du bassin des Isser (Algérie). Berlin: Éditions Universitaires Européennes.
Khanchoul K., Jansson M.B. & Lange Y., 2007. Comparison of suspended sediment yield in two catchments, northeast, Algeria. Z. Geomorphol., 51(1), 63-94.
Khanchoul K., Boukhrissa Z.E.A., Acidi A. & Altschul R., 2012. Estimation of suspended sediment transport in the Kebir drainage basin, Algeria. Quat. Int., 262, 25-31.
Lahlou A., 1988. Étude actualisée de l’envasement des barrages au Maroc. Rev. Sci. Eau, 6(3), 337-356.
Li H., Lee J.H. & Cai M., 2003. Nutrient load estimation methods for rivers. Int. J. Sediment Res., 18(4), 346-351.
Maamar H., 2004. Annuaire hydrogéologique de la nappe alluviale de l’oued El Hachem. Blida, Algérie: Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH).
Meddi M., 1999. Étude de transport solide dans le bassin versant de l’Oued Ebdda (Algérie). Z. Geomorphol., 43, 167-183.
Medejerab A. & Henia L., 2011. Variations spatio-temporelles de la sécheresse climatique en Algérie nord-occidentale. Courrier du Savoir, 11, 71-79.
Megnounif A., Terfous A. & Bouanani A., 2003. Production et transport des matières solides en suspension dans le bassin versant de la Haute-Tafna (Nord-Ouest algérien). Rev. Sci. Eau, 16(3), 369-380.
Megnounif A., Terfous A. & Ouillon S., 2013. A graphical method to study suspended sediment dynamics during flood events in the Wadi Sebdou, NW Algeria (1973-2004). J. Hydrol., 497, 24-36.
Mimikou M., 1982. An investigation of suspended sediment rating curves in western and northern Greece. Hydrol. Sci. J., 35(3-6), 369-383.
Moatar F. et al., 2007. Évaluation des flux de MES à partir des suivis discrets: méthodes de calcul et incertitudes. In: Conférence “Transports solides et gestion des sédiments en millieux naturels et urbains”, Hôtel de la Communauté urbaine, 28-29 novembre 2007, Lyon, France.
Prathapar S.A. & Bawain A.A., 2014. Impact of sedimentation on groundwater recharge at Sahalanowt Dam, Salalah, Oman. Water Int., 39(3), 381-393.
Probst J.L. & Amiotte Suchet P., 1992. Fluvial suspended sediment transport and mechanical erosion in the Maghreb (North Africa). Hydrol. Sci. J., 37, 621-637.
Remini B. & Hallouche W., 2005. Prévision de l’envasement dans les barrages du Maghreb. Larhyss J., 4, 69-80.
Sogreah, 1967. Étude générale des aires d’irrigation et d’assainissement agricole en Algérie. Dossier. Alger: Ministère de l’Agriculture et de la Réforme agraire.
Szczypta C., 2012. Hydrologie spatiale pour le suivi des sécheresses du bassin méditerranéen. Thèse de doctorat: Institut National Polytechnique de Toulouse (France).
Tadrist N., 2004. Le transport solide de l’Oued El Hachem et l’impact des lâchers sur l’hydraulique de l’Oued. Mémoire de magister: Université Sâad Dahlab de Blida (Algérie).
Terfous A., Megnoufi A. & Bouanani A., 2001. Étude du transport solide en suspension dans l’oued Mouilah (Nord-Ouest Algérien). Rev. Sci. Eau, 14(2), 173-185.
Touaïbia B., 2000. Érosion–Transport solide–Envasement des barrages. Cas du bassin versant de Mina. Thèse de doctorat d’État: Institut National Agronomique, Alger (Algérie).
Touaibia B., 2010. Problématique de l’érosion et du transport solide en Algérie septentrionale. Sécheresse, 21(4), 333-335.
Ungemach P., 1969. Exploitation des tarissements des nappes d’eaux souterraines. Application à la recherche du coefficient d’emmagasinement en nappe libre, de l’infiltration efficace et de la diffusivité hydraulique. Journées H. Schoeller, Congrès national d’Hydrogéologie, Bordeaux. Mém. B.R.G.M., 76, 271-295.
Walling D.E., 1984. The sediment yields of Africa Rivers. In: Walling D.E., Foster S.S.D. & Wurzel P., eds. Proceedings of the Symposium, Challenges in African hydrology and water resources, July 1984, Harare, Zimbabwe. Wallingford, UK: IAHS Publ. 144, 265-283.
Walling D.E. & Webb B.W., 1981. The reliability of suspended sediment load data. In: Proceedings of the Symposium, Erosion and sediment transport measurement, June 1981, Florence, Italy. Wallingford, UK: IAHS Publ. 133, 177-194.
Yahiaoui A., 2012. Inondations torrentielles. Cartographie des zones vulnérables en Algérie du Nord (cas de l’oued Mekerra, Wilaya de Sidi Bel Abbès). Thèse de doctorat: École Nationale Polytechnique El Harrach, Alger (Algérie).
Yang G. et al., 2006. Sediment rating parameters and their implications: Yangtze River, China. Geomorphology, 85(3-4), 166-175.
