8.2 Analyse des données hydrologiques sur le bassin
de Wayen
L’établissement d’un bilan hydrologique complet du bassin nécessite en plus des données climatiques, les données de trois principales composantes à savoir : les écoulements, la recharge de la nappe ou pertes par infiltration et l’évapotranspiration réelle (équation 4.1). Les données des écoulements sont obtenues à travers des mesures de débits à l’exutoire du bassin. Cependant, la recharge de la nappe, paramètre difficile à mesurer (Milville, 1991), est le plus souvent estimée à partir des données piézométriques et des paramètres hydrodynamiques de la nappe (Compaore et al., 1997). Les données de l’ETR proviennent quant à elles des estimations à partir des mesures directes de l’évaporation.
8.2.1 Données des écoulements à l’exutoire de Wayen
Le régime hydrographique de la station de Wayen, par exemple au cours de l’année 1990 sur la figure 8.1 (régime similaire à toutes les années), se caractérise par des écoulements non permanents avec un arrêt des écoulements sur la période qui va du début du mois de janvier à la fin du mois de mai. Les forts débits sont enregistrés entre août et mi-septembre de la saison et ils peuvent dépasser les 300 m3/s. La figure 8.1 montre aussi un décalage entre le démarrage moyen de la saison des pluies sur le bassin et le début des écoulements à la station. Ce comportement peut être dû aux stockages dans la multitude de réservoirs qu’héberge le bassin et aux temps de propagation des crues.
Pour les lames d’eau mensuelles écoulées à l’exutoire, le maximum est aussi enregistré au mois d’août avec une hauteur moyenne de 9 mm/mois et un maximum de 30 mm/mois toujours pour le mois d’août sur la période 1978-1996 (période de moindres lacunes). D’autre part, la lame d’eau annuelle moyenne écoulée est de l’ordre de 19 mm/an soit 3% de la pluviométrie annuelle moyenne sur le bassin (610 mm/an sur la période 1961-1990).
8.2. Analyse des données hydrologiques sur le bassin de Wayen 161
Figure 8.1: Régime hydrographique du bassin de Nakanbé à la station de Wayen
8.2.2 Estimation de la recharge de la nappe sur le bassin de
Nakanbé
Très peu de données existent (Filippi et al., 1990; Milville, 1991; Martin, 2006) sur les caractéristiques hydrodynamiques des nappes du bassin. Les observations de la Direction Générale des Ressources en Eau du Burkina Faso se limitent à un suivi piézométrique qui ne concerne que quelques sites sur le bassin (Mahé, 2009). La figure 8.2 présente l’évolution du niveau piézométrique mesuré le puits d’observation (puits CIEH) de Ouagadougou. C’est l’une des plus longues séries ayant des données sur la période avant l’année 1988, la plupart des données que nous avons pu acquérir commencent après cette date. Cette figure montre deux tendances dans la variabilité interannuelle du niveau piézométrique : une tendance à la baisse de 1979 à 1985 avec une chute de l’ordre de 3 m, et une tendance à la hausse à partir de 1988. Le niveau le plus bas de la nappe fut atteint en mars 1985 au cours de la sécheresse de 1984-1985. Ainsi, la baisse continue du niveau piézométrique démontre une vidange continue de la nappe avec une recharge qui ne permet plus de reconstituer le stock d’eau. Compaore et al. (1997) ont déterminé à partir des mesures (24 piézomètres dont 12 en zone de socle et 12 en zone d’altérité) conduites sur 24 mois (06/1993-06/1995) sur le bassin de Sanon (un sous bassin de 7 km2) une fluctuation piézométrique saisonnière moyenne de 1.5 m. Ils ont aussi déterminé à l’aide d’un traceur chimique une porosité efficace des aquifères comprise entre 8 et 9%. La recharge moyenne annuelle est alors estimée à 120 mm/an sur le sous bassin. Une autre étude de Milville
8.2. Analyse des données hydrologiques sur le bassin de Wayen 162
(1991), a déterminé à partir de mesures et de la modélisation hydrogéologique sur le bassin expérimental de Barogo (un sous bassin de 6.7 km2) une recharge annuelle moyenne de 47 mm/an sur la période 1985-1988 contre 107 mm/an sur la période 1953-1988. Les résultats de cette étude ont montré que la recharge dépend fortement de la quantité de la pluviométrie annuelle. Ainsi, la recharge annuelle sur les deux sous bassins varient entre 8 et 17% (Kasei, 2009) de la pluviométrie annuelle moyenne sur le bassin sur la période 1961-1990. Ces résultats sont conformes aux résultats établis récemment par Séguis et al. (2011) sur un bassin en zone de socle au Bénin avec une recharge annuelle comprise entre 10 et 15% de la pluviométrie annuelle.
Figure 8.2: Evolution du niveau piézométrique à Ouagadougou dans le puits d’observation du CIEH/ICHS
8.2.3 Estimation de l’évapotranspiration réelle sur le bassin
L’évapotranspiration demeure la principale source de tarissement des ressources en eau dans les zones sahéliennes avec une évapotranspiration potentielle journalière moyenne de Penman-Monteith de l’ordre de 6 mm/jour, et annuelle de plus de 2000 mm/an.
Les mesures de l’évaporation sur le bassin proviennent des stations de Ouagadougou et de Ouahigouya (Figure 2.12). La figure 8.3 présente l’évolution de l’évaporation annuelle sur le bac Colorado à la station de Ouagadougou, station qui présente la série de données la plus longue et la plus complète. D’autre part, l’évaporation annuelle est largement
8.2. Analyse des données hydrologiques sur le bassin de Wayen 163
supérieure à la station de Ouahigouya (graphique non montré à cause des lacunes) avec un écart annuel moyen de +500 mm/an sur la période 1991-2000. Ces hauteurs d’évaporation sur bac sont conforment à celles déterminées pour la zone sahélienne dans une étude sur l’évaporation des nappes d’eau libres au Sahel par Brunel and Bouron (1992), ils ont trouvé que sur les étangs libres l’évaporation annuelle moyenne varie entre 3000 et 3500 mm/an.
Cependant, l’évapotranspiration réelle (ETR), somme de la transpiration du couvert vé-gétal et de l’évaporation directe du sol, dépend de l’état de surface (Dérive, 2003). Son estimation passe donc par une caractérisation des différentes unités paysagères du bassin (jachère, champ de culture, et sol nu). Ainsi, à défaut de mesures directes de l’évapo-transpiration réelle sur notre bassin, des mesures faites dans une zone sahélienne au Niger (degré carré de Niamey) sur différentes unités paysagères (Sivakumar and Wallace, 1987; Gandah, 1991; Dérive, 2003), similaires à celles de notre bassin, ont trouvé que l’ETR varie fortement en fonction de la pluviométrie annuelle. Les résultats de quatre études dans la zone sahélienne (Gandah, 1991; Wallace and Holwill, 1997; Dakouré, 2003; Dérive, 2003) montrent que le taux de l’ETR annelle varie entre 75 et 95% de la pluviométrie annuelle.
Figure 8.3: Evolution interannuelle de l’évaporation annuelle sur bac Colorado à la station de Ouagadougou