Revue des sciences de l’eau
Journal of Water Science
Volume 27, numéro 2, 2014
Sommaire (6 articles)
-
Recherche de compromis entre efficience, équité et protection des sols : un cas d’étude tunisien
Hacib El Amami et Mohamed Salah Bachta
p. 99–114
RésuméFR :
Dans l’objectif de réduire l’érosion et d’améliorer le revenu de la population locale, un programme d'aménagement intégré comportant des ouvrages anti-érosifs et de collecte des eaux de ruissellement est actuellement mis en oeuvre à l’amont du bassin versant de Merguellil, situé au centre de la Tunisie et fermé par le barrage d’El Houareb. À l’aval du bassin se développe un large périmètre irrigué à partir d’une nappe d’eau souterraine alimentée par les écoulements provenant de l’amont et stockés par le barrage. Ce programme a entraîné une nouvelle distribution spatiale de la ressource en eau à l'échelle du bassin, en augmentant sa disponibilité à l'amont et en la réduisant à l'aval. Il en résulte que le revenu économique tiré de l’agriculture irriguée a été fortement affecté, ce qui conduit à la nécessité de cibler le niveau de réduction de l’érosion des sols. En utilisant le modèle Target MOTAD, ce travail a simulé l’impact de différents scénarios de réduction de l’érosion à l’amont sur l'amélioration du revenu social de la population locale et l’évolution du revenu économique des agriculteurs dans la plaine. Les scénarios simulés consistent à réduire l’érosion de 25 %, 50 % et 75 %.Les résultats obtenus montrent que tous les scénarios entraînent des gains de revenu pour la population de l’amont. Par contre, ils se traduisent par une perte du revenu des agriculteurs à la plaine qui devient particulièrement considérable au-delà du scénario de 50 %. Le revenu global dégagé à l’échelle du bassin (amont et aval) décroît lui aussi avec le niveau de la protection des sols, ce qui signifie que les gains obtenus à l’amont n’ont compensé que partiellement les pertes subies à l’aval.
EN :
An integrated development program, which includes many soil protection techniques and water harvesting systems, is being implemented in the upstream of Merguellil watershed in order to reduce erosion and improve local population income. This program has modified the spatial distribution of water resources at the watershed scale, increasing its availability in the upstream and reducing it in the plain, located at downstream, where a large area is irrigated from a groundwater aquifer recharged directly from upstream runoff. As a consequence, the economic income derived from irrigated agriculture has been strongly affected, leading to the need to target the level of soil erosion reduction. By coupling a hydrological model to an economic optimization model MOTAD Target, this work has simulated the impact of different scenarios of reducing soil erosion in the upstream on the improvement of local population income and the evolution of economic return of farmers in the plain. The simulated scenarios are to reduce erosion by 25%, 50% and 75%. The results showed that all simulated scenarios lead to additional benefits for population in the upstream area. In contrast, they result in losses of economic income for farmers in the downstream area (plain). These losses become highly significant beyond the scenario of reducing erosion by 50%. The global economic income generated throughout the watershed (upstream and downstream) also decreases with the level of soil protection. This means that economic gains obtained in the upstream can only partially compensate the lost benefits in the downstream, due to the diminution of groundwater recharge. Our simulations suggest targeting the reduction of soil erosion and show that, in the case of Merguellil watershed, the optimal compromise solution between the three objectives (economic, social and environmental) is situated in the range of scenarios corresponding to a reduction of erosion by 25% and 50%.
-
Isolement et mise en évidence des oocystes de Cyclospora cayetanensis dans un hydrosystème polysaprobe en zone équatoriale, Afrique Centrale
Gideon A. Ajeagah, Ellénita Ngoko Kamguep, Moïse Nola, Samuel Foto Menbohan et Thomas Njine
p. 115–124
RésuméFR :
Peu de données sont disponibles sur la distribution des Apicomplexa parasites du tube digestif de l’homme. Ils causent pourtant des maladies diarrhéiques de très grande envergure. Une étude menée de janvier à août 2011, dans le cours d’eau Olézoa à Yaoundé (Cameroun), a visé à rechercher et caractériser les oocystes de Cyclospora cayetanensis. Les échantillonnages ont été effectués en amont et en aval du cours d’eau, sur deux stations localisées en zone fortement anthropisées. L’identification des oocystes de C. cayetanensis isolés à l’aide de l’observation directe après coloration au Lugol et selon la technique de Ziehl-Neelsen, a montré qu’ils sont constitués de deux sporocystes contenant chacun deux sporozoïtes. La dynamique d’abondance de ce microorganisme est significativement corrélée à la turbidité, à la température et au pH de l’eau (p < 0,01). Par ailleurs, les formes non sporulées sont plus abondantes que les formes sporulées dans l’environnement et sont fortement corrélées aux teneurs en oxygène dissous qui est un paramètre très important pour leur sporogénèse. En amont du cours d’eau, l’abondance la plus élevée de C. cayetanensis a été de 407 oocystes•L-1 et la valeur enregistrées en aval été de 250 oocystes•L-1. La population de C. cayetanensis observée a été largement dominée par les formes non sporulées de taille 8 µm. La concentration des oocystes la plus élevée en utilisant la technique directe et celle de Ziehl-Neelsen a été enregistrée respectivement au cours des mois de juin et juillet; ces périodes se situent respectivement à la fin de la petite saison des pluies et au début de la saison sèche.
EN :
Little information is available on the distribution of enteropathogenic apicomplexa of the human digestive apparatus, these agents being responsible for endemic diarrheic diseases. A study carried out in the Olézoa water course in Yaoundé (Cameroon) revealed that this water contains the oocysts of Cyclospora cayetanensis. Samples for the analysis of biological and physico-chemical characteristics were obtained upstream and downstream with respect to the strongly human polluted zone. The identification of Cyclospora cayetanensis oocysts by direct observation and Ziehl-Neelsen techniques revealed that these oocysts contain two sporocysts, each having two sporozoïtes. Statistically, turbidity, temperature and pH have a significant effect (p<0.01) on the population dynamics of these microorganisms. The highest mean concentration of oocysts identified upstream was 407 oocysts•L-1 in the month of August. The non sporulated forms of oocysts are more abundant than the sporulated forms in the environment and are strongly linked to dissolved oxygen levels, oxygen being a parameter that is very important for the process of sporulation and viability. Non sporulated forms of oocysts, 8 µm in size, are dominant in the ecosystem analyzed in our investigations. These resistant forms of parasites that are present in the surface and wastewater represent a considerable health risk to the inhabitants of the study zone who could easily be exposed to cyclosporiasis.The two methods which have been carried out are complementary in the characterisation of the resistant forms of these enteropathogens.
-
Autoépuration en eau courante : évaluation de l’oxygénation dans les cascades en marches d’escalier
Hatem Khdhiri, Olivier Potier et Jean-Pierre Leclerc
p. 127–136
RésuméFR :
Dans les écosystèmes aquatiques, l’oxygène dissous est consommé par les processus chimiques et biologiques de l’autoépuration (oxydoréduction, dégradation de la matière organique,...) ainsi que par la respiration des espèces aquatiques. L’autoépuration sera donc favorisée par une amélioration de l’aération et le taux d’oxygène dissous constituera un indicateur de la qualité de l’eau. Les structures hydrauliques telles que les cascades jouent le rôle de système d’aération en favorisant l’absorption dans l'eau de l’oxygène atmosphérique. Afin d’évaluer le potentiel d’aération de ces ouvrages aux faibles débits, une étude a été réalisée sur une cascade de laboratoire représentative des petits cours d’eau et équipée de plusieurs marches modulables en nombre et en taille. Le transfert d’oxygène dans les cascades est fortement dépendant de l’aire de l’interface d’échange rapporté au volume d’eau, du type d’écoulement diphasique et de la turbulence dans le fluide. Du point de vue hydrodynamique, trois régimes d’écoulement ont été identifiés pour un débit inférieur à 3 L•s-1, deux régimes de type nappe et un régime de transition. L’efficacité du transfert d’oxygène mesurée varie de 15 % à 40 % en fonction du débit d’eau, du nombre et de la longueur des marches de la cascade. Les résultats ont montré une amélioration de l’aération avec le débit (en régime nappe) et avec le nombre de marches. Sur les différents systèmes de cascades étudiés, une relation de linéarité entre le nombre de marches et l’efficacité d’aération a été constatée. L’ajout de graviers sur les marches provoque une légère amélioration de la capacité d’aération, dépendant du niveau d’immersion des graviers. À hauteur donnée, l’augmentation de la longueur des cascades défavorise le transfert d’oxygène.
EN :
In aquatic ecosystems, dissolved oxygen is consumed by the chemical and biological processes involved in natural self-purification (oxidation-reduction, degradation of organic matter,…) and by the respiration of the aquatic species. The self-purification can be enhanced by water aeration improvement and the dissolved oxygen level is thus an indicator of the water quality. Hydraulic structures such as cascades play the role of an aeration system by improving the dissolution of atmospheric oxygen in water. To estimate the aeration potential of these structures in low discharges corresponding to small natural streams, a study was realized on a laboratory cascade model equipped with a modular number of size-adjustable steps. Oxygen transfer in stepped cascades is strongly dependent on the interfacial exchange area per water volume, the multiphase flow structure and the turbulence in the fluid. From the hydrodynamic point of view, three flow regimes were identified for a flow rate lower than 3 L•s-1: two nappe regimes and one transition regime. The measured oxygen transfer efficiency varies between 15% and 40% depending on water flow rates, and the number and length of steps in the cascade. The results showed an improvement of the aeration with the flow rate (in the nappe flow) and with the number of steps. On the various studied systems of cascades, a linear relation between steps number and aeration efficiency was demonstrated. The addition of gravel on the step surfaces increases the cascade aeration capacity slightly, depending on the immersion level of the gravel. For a given total height, an increase in the cascade length disadvantages the oxygen transfer.
-
Caractérisation hydrodynamique des sources karstiques : cas de la source de Ras El Maa (Rif Septentrional, Maroc)
Rabie El Bardai, Kamal Targuisti et Khadija Aluni
p. 139–153
RésuméFR :
Au Maroc, la question des ressources en eaux se pose avec acuité. L’état marocain a adopté, dès les années soixante, une stratégie de maîtrise et de valorisation de cette précieuse ressource. Cependant, des difficultés dans la gestion de l’eau ont augmenté suite à la pression démographique sur cette ressource, raison pour laquelle les problèmes de pénurie d’eau apparaissent dans plusieurs secteurs de Royaume, surtout ceux qui connaissent des apports pluviométriques très bas.
L’objectif prioritaire de cette étude était d’obtenir une meilleure connaissance du fonctionnement hydraulique des aquifères karstiques qui se trouvent au sud-est de la ville de Chefchaouen au nord du Maroc. Dans cette région, les eaux souterraines d’origine karstique jouent un rôle capital dans l’approvisionnement en eau potable et pour l’irrigation.
Du point de vue hydrogéologique, la région étudiée renferme des sources karstiques de grande importance, avec des débits qui dépassent 100 L•s-1 dans les périodes de crue. La recharge de la nappe se fait essentiellement par les eaux de pluie et par la fonte des neiges des sommets des montagnes (par exemple, la crête du Jbel Lakraâ à 2 159 m et celle de Jbel Tissouka à 2 122 m). Les sources à gros débit émergent en basse altitude, surtout au niveau des contacts dorsale-flysch.
Le fonctionnement hydrodynamique des sources de Ras El Maa et Chrafate montre la présence d'un système très inertiel, mal drainé et peu karstifié. Pourtant, les sources de Maggo présentent un coefficient de tarissement très élevé traduisant un système peu inertiel lié particulièrement à la présence de plusieurs gouffres dans le massif de Jbel Lakraâ. Le volume total des réserves obtenu à partir des courbes de récession des quatre sources est d’environ 10 millions m3, pourtant les volumes dynamiques issus de la source de Ras El Maa constituent à eux seuls 5 millions de m3.
EN :
In Morocco, the issue of water resources arises with clarity. In the 1960s, the Moroccan state adopted a strategy for the development and protection of this valuable resource. However, difficulties in water management increased as a result of demographic pressure on water resources, leading to problems of water scarcity in many areas of the Kingdom, especially in low-rainfall areas. The main objective of this study was to obtain a better knowledge of the hydrodynamic functioning of the karst aquifers that are found southeast of the city of Chefchaouen (northern Morocco). In this region, the karst groundwater is important for drinking water supply and irrigation. From the hydrogeological point of view, the karstic springs that are the subject of this study have considerable flows, which can exceed the 100 L•s-1 during flood periods. Aquifer recharge occurs primarily by rainwater and to some extent by snowmelt in the mountain peaks (for example the peak of Jbel Lakraa at 2,159 m, and that of Jbel Tissouka at 2,122 m). The springs with the greatest flow occur at the lower altitudes, especially at the dorsal-flysch contacts.
The hydrodynamic functioning of the Ras El Maa, Maggo and Chrafate springs showed a very inertial, poorly drained and poorly karstified system. The Maggo springs present a very high recession coefficient, which is likely due to the presence of karstic cavities in the Jbel Lakraâ massif. The total volume of the groundwater reserves, obtained from the recession curves of the four springs, is approximately 10 million m3. Nevertheless the dynamic volumes from the Ras El Maa spring alone constitute 5 million m3.
-
Les oasis du Sahara algérien, entre excédents hydriques et salinité. L’exemple de l’oasis de Ouargla
Tahar Idder, Abdelhak Idder, Abdourahamane Tankari Dan-Badjo, Amina Benzida, Soumia Merabet, Hamza Negais et Aïcha Serraye
p. 155–164
RésuméFR :
Parler d'excédents d'eau en milieu désertique peut paraître aberrant à première vue. C'est pourtant une réalité qui est vécue, depuis de nombreuses années déjà, dans une grande partie des oasis du Sahara algérien. Ce problème est devenu aujourd’hui une véritable menace pour l’environnement et les conséquences s'en font ressentir aussi bien en agglomération qu’en périphérie des zones habitées.
L’accroissement des rejets d’eaux usées urbaines et d’eaux de drainage agricole a entraîné des remontées importantes des eaux des nappes superficielles dans la plupart des agglomérations urbaines du Sahara algérien. Ces remontées ont favorisé la dégradation des conditions environnementales et ont fortement perturbé les équilibres naturels dans les oasis sahariennes, déjà fragilisées par des conditions climatiques extrêmes et par des caractéristiques topographiques qui ne facilitent pas l’évacuation des eaux excédentaires. Les oasis du Sahara algérien sont en effet, pour la plupart, installées dans des cuvettes sédimentaires. Ces oasis qui, auparavant, avaient fonctionné comme des systèmes hydrauliques bien équilibrés, souffrent aujourd’hui d’excès d’eau. Cette étude décrit à travers un cas particulier, celui de Ouargla, l’une des plus importantes oasis du Sahara algérien, ce phénomène d’excédents hydriques en mettant en évidence ses conséquences, en particulier sur la salinisation des sols de l’oasis. Les résultats des analyses physico-chimiques effectuées ont montré que les conductivités électriques des différents sols de la cuvette de Ouargla sont excessivement élevées, pouvant atteindre 5 000 mS•m-1 dans les horizons de surface en saison estivale. Cette sur-salinisation est principalement influencée, non seulement par des contextes géologique et climatique défavorables, mais aussi par une très forte salinité de la nappe superficielle dont la conductivité électrique dépasse 7 000 mS•m-1.
EN :
To speak about water surpluses in a desert medium can appear wrong at first sight. It is however a current reality that has been present for many years already in most of the oases of the Algerian Sahara. This problem has become today a true threat for the environment and the consequences are evident in urban areas as well as in their periphery.
Increased discharges of urban wastewater and water from agricultural drainage have induced a significant rise in the level of the shallow aquifer waters in most urban areas of the Algerian Sahara. These raised water levels have promoted the degradation of environmental conditions and have severely disrupted the natural balance in the Saharan oases, already weakened by extreme climatic conditions and topographic features that do not facilitate evacuation of excess water. In fact, the oases of the Algerian Sahara are mostly located in sedimentary basins. These oases, which had previously functioned as well-balanced hydraulic systems, are currently suffering from water excess. The present study describes through a particular case, that of Ouargla, this phenomenon of hydric excess and highlights its consequences, in particular, the salinization of oasis soils. The results of physicochemical analyses showed that the electrical conductivities of the different soils of the Ouargla basin are excessively high, up to 5,000 mS•m-1 in surface horizons during the summer season. This over-salinization is mainly influenced not only by the unfavorable geological and climatic contexts, but also by the very high salinity of the shallow aquifer, in which the electrical conductivity exceeds 7,000 mS•m-1.
-
Analyse des écoulements dans le bassin du fleuve Sénégal de 1960 à 2008
Mohamed Talla Cisse, Soussou Sambou, Yaya Dieme, Clément Diatta et Mamadou Bop
p. 167–187
RésuméFR :
L’hydrologie du fleuve Sénégal est tributaire de l’influence cumulée de la variabilité climatique et des barrages de Diama et de Manantali depuis la mise en service de ces derniers. Aujourd’hui, dans la vallée du fleuve, on assiste à une recrudescence des inondations. C’est dans ce contexte que nous nous proposons d’étudier l’évolution du régime hydrologique du fleuve Sénégal afin d’appréhender, à la fois, l’effet de la variabilité climatique et des barrages sur les écoulements. Une approche statistique associant plusieurs méthodes complémentaires (indices centrés et réduits, tests de détection de ruptures des moyennes et procédure de segmentation des séries) a été utilisée. Nos analyses nous ont permis de constater, sur le bassin du fleuve Sénégal, la rupture climatique des années 1970 qui s’est traduite par une diminution de l’écoulement moyen annuel mais aussi des cotes maximales annuelles et minimales annuelles. Cependant, une reprise significative des écoulements moyens annuels est observée à partir des environs de l’année 1994, ce qui atteste l’entrée dans une nouvelle période climatique plus humide que celle des décennies 1970 et 1980 à l’échelle du bassin du fleuve Sénégal. En outre, dans la vallée du fleuve, l’écoulement moyen annuel est renforcé, depuis la fin des années 1980 et le début des années 1990, par l’effet cumulé des barrages (par leurs impacts sur l’occupation du sol) et de la variabilité climatique. En effet, les barrages ont entraîné une hausse des crues maximales annuelles à la station de Bakel depuis 1994 et un soutien considérable des étiages dans toute la vallée du fleuve Sénégal.
EN :
Since the commissioning of Diama and Manantali dams, the hydrological regime of the Senegal river depends on the cumulative impact of climate variability and dams. Nowadays, in the valley of the river there is an increase in flooding. The aim of this research was to analyze the evolution of the hydrological regime of the Senegal River in order to determine the effect of both climate variability and the dams on stream flows. A statistical approach combining several complementary methods (standard scores indices, tests for statistical ruptures and a segmentation series procedure) was used. Our analysis revealed that in the Senegal River Basin, a climatic break in the 1970s resulted in a decrease in the mean annual discharge and also in the annual maximum and minimum water levels. However, a significant recovery of the average annual flow is observed from around 1994, demonstrating the occurrence of a new climatic period, wetter than the 1970s and 1980s, across the Senegal River basin. In addition, in the river valley, the yearly mean of the flow is supported, since the late 1980s and early 1990s, by the cumulative effect of the dams (by their impact on land use) and climate variability. Furthermore, dams have led to an increase of the maximum annual flood levels at the Bakel station since 1994, and to a considerable support of low flows across the entire Senegal River Valley.