Bilan hydrologique et cartographie des éléments du bilan

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3.2. Bilan hydrologique et cartographie des éléments du bilan

L’expression générale du bilan d’eau exprime l’égalité des apports et des pertes évaluées sur des périodes plus ou moins longues, et la formule du bilan est la suivante :

Où :

P : désigne la précipitation moyenne annuelle (mm) ; E.T.R : désigne l’évapotranspiration réelle (mm) ; R : désigne le ruissellement (mm) ;

I : désigne l’infiltration (mm) ;

W : désigne la variation des réserves (mm), qui peut être considérée comme négligeable. 3.2.1. Méthode empirique

• Ruissellement superficiel (R)

C’est un paramètre d’une importance primordiale du point de vue hydrologique, il est estimé à partir de la formule de Tixeront-Berkaloff :

Où :

R : désigne le ruissellement superficiel (mm) ;

P : désigne la précipitation moyenne annuelle (mm), d’après la carte de l’A.N.R.H (période moyenne 1965/66-1994/95);

E.T.P : désigne l’évapotranspiration potentielle moyenne annuelle (mm), d’après la carte de l’A.N.R.H (2002).

• Infiltration (I)

L’infiltration est le passage d’eau à travers la surface du sol en mouvement descendant de la zone non saturée jusqu’à la zone saturée (G.Castany et J.Margat, 1977).

R= P³ / 3.(E.T.P)² P = ETR + R + I +W

P (mm) E.T.PANRH (mm) R (mm) R (%)

387,60 1262.0 12.20 _3.15

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Ce paramètre est estimé à partir de la formule suivante :

La lame d’eau écoulée et représentée par :

• l’eau de ruissellement qui alimente l’écoulement de surface avec une valeur de l’ordre 12.20 mm, soit 3.15% des précipitations ;

• l’infiltration qui donne naissance à un écoulement souterrain estimée de 2.2 mm, soit 0.57% des précipitations. On peut admettre que cette valeur ne représente qu’une partie de l’infiltration totale et se limiterait aux apports souterrains vers les cours d’eau (ressources souterraines régulatrices) 3.2.2. Méthode de la cartographie automatique

La cartographie automatique est une nouvelle technique dans l’étude des éléments hydro-climatologiques, qui vient remplacer les méthodes classiques et permet le passage d’une information ponctuelle et brute à une information traitée, interpolée et numérisée. Elle offre des avantages que ne pouvait permettre la cartographie traditionnelle :

- possibilité de la mise à jour rapide de l’information hydro-climatologique, au vu de la disponibilité de nouvelles séries d’observation ;

- les données sont sous forme de couches d’information numérisées (grilles) utilisables au sein d’un Système d’Iformation Géographique (SIG) ;

Il est très important de noter que la cartographie automatique nécessite : - une constitution d’une base de données homogène ;

- prendre en compte la topographie (relief) à travers un MNT (Modèle Numérique de Terrain)

ƒ

Du fait que la variation des pluies est influencée par le facteur topographique, la cartographie automatique des isohyètes de l’Algérie du Nord s’appuie à la fois sur la valeur des précipitations en chaque point de mesure (sur la grille kilométrique adaptée au quadrillage Lambert Nord Algérie) et sur l’information géo-topographique associée et issue du MNT. (ANRH, 1993, Mebarki A., 2003).

La carte de la série trentenaire (1965/66-1994/95), établie par l’A.N.R.H permet d’extraire les isohyètes du sous bassin d’Oued Rhumel à Oued Athménia. La variabilité de la pluviométrie suit un gradient en latitude décroissant du N vers le S, avec des valeurs qui varient entre moins de 300 mm au Sud à plus de 400 mm vers le Nord (fig. 70).

P= ETR + R + I I = P- (ETR + R)

P (mm) E.T.R (mm) R (mm) I (mm) I (%)

387.6 373..2 12.20 2.2 0.57

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D’après la grille des précipitations ayant servi à l’élaboration de cette carte, nous avons pu calculer (logiciel SURFER) la lame d’eau moyenne précipitée sur le bassin qui est de l’ordre de 387.6 mm/an

ƒ

Deux modèles de passage des pluies aux débits ont été adoptés :

¾ Modèle LOIEAU

Le modèle dit LOIEAU est un modèle hydrologique à deux réservoirs. Un réservoir superficiel dont la hauteur H est limitée à 250 mm qui sert essentiellement à contrôler l’évapotranspiration réelle et l’écoulement. Le second réservoir sert à différer les écoulements dans le temps.

Les entrées du modèle sont l’évapotranspiration potentielle et les précipitations du mois considéré. L’application de ce modèle a permis de cartographier la lame d’eau écoulée sur l’ensemble des bassins de l’Algérie du Nord (A. Mebarki, 2005).

Figure 70 : Carte des précipitations annuelles, période 1965/66-1995/96

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La carte d’iso-écoulement de l’Oued Rhumel à Oued Athménia fait apparaître une disposition géographique Sud-Nord : de 10-20 mm sur la partie Sud du sous bassin, et l’écoulement s’élève à plus de 50 mm vers le Nord (fig. 71).

¾ Modèle A.Mebarki (cartographique automatique du bilan avec l’ETR Turc)

La cartographie de l’écoulement annuel relatif à une période «normale» sur la base des données pluviométriques de la période 1965/66-1995/96 traitées par l’A.N.R.H, est devenue possible par la combinaison de la grille des précipitations et celle de l’E.T.R (modèle Turc) qui conduit à la construction de la grille des lames écoulées annuelles (A.Mebarki, 2005).

La carte d’iso-écoulement de l’Oued Rhumel à Oued Athménia établie par cette méthode du bilan hydrologique simulé en chaque point d’une grille (2 x 2 km), montre des valeurs qui varient de moins de 5 mm à l’extrême Sud du sous bassin à plus de 20 mm au Nord (fig. 72).

CONSTANTINE 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 300 310 320 330 340 350 EL EULMA HAMMAM GROUZ 5 10 20 50 100

Lames d'écoulement annuel "normal" (1965-95) en mm (modèle LOIEAU)

N

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La possibilité de déterminer la tranche d’eau représentant l’écoulement par le biais du volume calculé à l’aide du logiciel SURFER, montre l’intérêt de la cartographie automatique. Par conséquent, il devient possible de transférer ce volume V à une lame écoulée Ec suivant la formule : Ec = V/S (S=surface). Le déficit d’écoulement D est déduit par l’application de la relation : Ec= P – D.

La comparaison des lames d’eau écoulées calculées à l’aide des deux modèles de Tixeront-Berkaloff et Mebarki (12.2 mm) avec celle déduite du bilan observé (14.4 mm) sur le bassin montre une bonne concordance générale des valeurs. Cependant, l’écoulement calculé à l’aide du modèle (22.4 mm) LOIEAU est relativement surestimé pour cette zone des Hautes Plaines semi-aride (tabl.

23).

Tableau 23 : Récapitulatif des résultats des différentes méthodes de calcul du bilan hydrologique

Carte ANRH P_ANRH A.Mebarki ^MODELE LOIEAU Tixeront -

Berkaloff ^{Bilan observé} P (mm) Ec (mm) D (mm) Ec (mm) D (mm) Ec (mm) D (mm) Ec (mm) D (mm) 387.6 12.2 375.4 22.4 365.2 12.2 375.4 14.4 373.2 300 310 320 330 340 350 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 CONSTANTINE EL EULMA HAMMAM GROUZ 5 10 20 50

Ecoulement annuel "normal" (1965-95) en mm

(méthode cartographoique de A. Mebarki : bilan hydrologique et ETR Turc)

N

Figure 72 : Carte de l’écoulement annuelle, période 1965/66-1995/96 en mm (Méthode cartographique de A.Mebarki : bilan hydrologique et ETR Turc)

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