Hydrologie du Bassin Versant de la Mafragh

Les ressources en eaux superficielles sont constituées par les eaux de surface tel que : les cours d’eau, les étendues libres (lacs) et les barrages. Les principaux oueds qui drainent notre bassin sont le Kébir-Est et la Bounamoussa, ainsi que leur affluents, qui sont moins importants mais qui jouent un rôle complémentaire dans l’écoulement superficiel, l’alimentation et surtout le drainage des nappes superficielles.

Le tableau n°17 nous permet d’avoir plus d’information sur le potentiel hydrique superficiel assuré par les apports des oueds qui drainent le bassin versant.

Tableau n°17 : Apports moyens annuels des principaux oueds

Oueds ^{Apport moyen annuel}

Hm^{3 La part en %}

Kébir-Est (station Ain Assel) 295 54.02

Boulathane 15 2.74

Guergour 8 1.46

Zitouna (station Gue Zitouna) 52 9.52

Bouhaloufa 49 8.97

Bounamoussa (station Boutayeb) 127 23.26

Total La Mafragh 546 100

Source : D.H.W, El-Tarf

Le potentiel mobilisable en eau est de l’ordre 546 Hm³/an, la part de contribution la plus importante étant celle d’Oued Kébir-Est et ses affluents avec 419 Hm³ (76.73 %), celle de la Bounamoussa étant de 127 Hm³ (23.26 % ).

1-1- Hydrologie des Oueds Bounamoussa et Kebir-Est

Le réseau hydrométrique existant est de très faible densité. Actuellement, deux stations hydrométriques sont fonctionnelles, située à l’amont du bassin versant. Dans notre analyse du régime d’écoulement du bassin versant de la Mafragh, nous nous limiterons à l’analyse du régime d’écoulement en provenance des Oueds Kébir-Est et Bounamoussa.

La station de Ain Assel contrôle une surface de 680 Km ² sur l’Oued Kébir avec une longueur de la série qui s’étend sur 29 ans de 1968/69-1996/97, alors que la station de Cheffia Barrage (Boutayeb) contrôle une surface de 575 Km² sur Oued Bounamoussa avec une série de 27 ans de 1976/77-2002/03.

1.1.1- Le ruissellement

Pour déterminer le bilan hydrique, il est nécessaire d’évaluer le ruissellement dans le but de comprendre l’importance de l’érosion mécanique et chimique qui affecte la terre (Leclerc, 1992).

Le coefficient de ruissellement (R) est calculé selon la formule de Tixeront-Berkaloff comme suit:

3

3

P

R =

_{; Si P}

_{> 600mm}

2

)

(

3

3

ETP

P

R= _{; Si P < 600mm}

Avec R : Ruissellement (mm).

P : Précipitations moyenne annuelle (mm). ETP : Evapotranspiration potentielle (mm).

1.1.2- Estimation de l’infiltration

Pour ceci, on procède à l’équation fondamentale du bilan hydrologique. d’où : I= P-ETR-R

- P : précipitation moyenne annuelle (mm). ETR : évapo-transpiration réelle (mm).

- R : ruissellement. I : Infiltration. Si I > 0 : les entrées sont supérieures aux sorties.

Si I < 0 : les entrées sont inférieures aux sorties. P = ETR+R+I

Tableau n°18 : Paramètres du bilan hydrique Paramètres

Stations ^{P (mm) ETP (mm) R (mm ) ETR (mm ) I (mm)} les Salines 656,88 893,09 94,48 474,01 88,39 Cheffia Barrage 815,32 927,85 180,66 504,82 129,84

Bouhadjar 559.25 826.24 85.41 425.25 48.39

Selon les paramètres du bilan dans le tableau n°18, on remarque que l’infiltration et le ruissellement sont directement liés aux précipitations.

1.2- Irrégularité inter-annuelle des modules et leurs répartition statistique. L’étude des variations interannuelles des modules des oueds nous permet de déceler les irrégularités des écoulements annuels au cours d’une période la plus longue que possible. Les séries hydrométriques des deux stations dont le graphe correspond à la figure 36 qui suit montre des variations de débits très fortes d’une année à une autre.

Fig.n° 36: Variations annuelles des débits aux stations de : Ain Assel et Cheffia Barrage

0 2 4 6 8 10 12 14 16 68/69 72/73 76/77 80/81 84/85 88/89 92/93 96/97 00/01 Années Débits (m3/s) Ain Assel Cheffia Barrage

1.2.1- L’Hydraulicité

L’hydraulicité est définie par le rapport du débit d’une année particulière Qi au débit moyen de la série d’observation étudiée Qi, ce paramètre peut être complétée par d’autres critères statistiques simples tels que l’écart type (δ), le coefficient de variation (CV) ainsi que le coefficient d’immodération (R) qui traduit le rapport des modules extrêmes. Les valeurs des coefficients d’hydraulicité se caractérisent par une forte amplitude (Cf. Tableau A9).

Ce coefficient atteint des valeurs extrêmes durant les années les plus pluvieuses (3.21 pour l’année 2002/2003 au niveau de la station de Cheffia Barrage et 2.35 pour la station de Ain Assel durant l’année 1986/87) caractérisées par une forte pluviosité, ce qui peut être attribué aux fortes crues. Par opposition, les valeurs les plus faibles traduisent nettement le fort déficit des années les plus sèches, où un coefficient égal à 0.10 et 0.20 a été enregistré durant l’année 1996/97. Les coefficients d’hydraulicité sont en moyenne une année sur trois inférieurs à l’unité. On compte 18 années sur vingt sept déficitaires à Cheffia- Barrage pour quatorze années sur 29 à Ain Assel.

1.3- Variation mensuelle des débits en fonction des précipitations

D’après cette analyse, en constate une étroite relation entre les précipitations et le régime des débits, car les faibles débits enregistrés correspondent à la saison sèche à « faibles précipitations » et les forts débits correspondent à la saison pluvieuse à « fortes précipitations ». La représentation graphique des débits en fonction des précipitations exprime une évolution parallèle entre ces deux paramètres (débits et précipitations) durant toute l’année (Cf. Fig. n°37 et 38).

Fig.n°37: Variation mensuelle des débits en fonction des précipitations à Oued Kébir-Est station:

Ain Assel (1968/69-96/97) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 S O N D J F M A M J J A ^Mois Q(m3/s) 0 20 40 60 80 100 120 140 P(mm) Débits Précipitations

Fig.n°38 : Variation mensuelle des débits en fonction des précipitations à Oued Bounamoussa Station:

Cheffia Barrage (1976/77-2002/03) 0 2 4 6 8 10 12 S O N D J F M A M J J A Mois Q(m3/s) 0 20 40 60 80 100 120 140 P (mm) Débits Précipitations

A partir du mois de Septembre, on a une croissance des deux courbes, mais la courbe des débits est plus faible par rapport à celle des précipitations (période de recharge du sol) qui est plus forte. Pour la station de Ain Assel, les débits montrent des valeurs plus fortes que les précipitations durant la période de Janvier à Mars, ce qui correspond à la période de saturation du sol et où l’eau qui tombe s’écoule.

Par contre, la courbe d’Oued Bounamoussa montre une allure différente à partir du mois de Mars où on constate malgré que la courbe des précipitations montre des valeurs plus élevées.

La courbe des débits reflète des valeurs plus faibles avec une cassure entre le mois de Mars et Avril. Ce qui pourrait être expliqué par des erreurs de prélèvement. Le fort débit au niveau des deux oueds est enregistré au mois de Février avec une moyenne mensuelle de 9.29 à Cheffia Barrage, ce débit est doublement plus fort à la station de Ain Assel il atteint un maximum de 16,55 m³ /s.

1.4- Variations Saisonnières

L’analyse de la variabilité saisonnière des débits constitue le critère le plus simple pour définir le régime d’un cours d’eau. Cette étude peut être mise en évidence par l’étude des coefficients mensuels de débits et les coefficients de variation.

1.4.2- Les régimes saisonniers et les coefficients mensuels des débits

Le régime d’un cours d’eau est défini par les coefficients moyens des débits, c’est-à-dire les rapports des débits moyens mensuels au module de la période considérée. Les coefficients mensuels des débits sont supérieurs ou inférieurs à l’unité « 1 ».

CMD : Coefficients mensuels des débits.

CMD = débit moyen mensuel / module de la période considérée. CMD > 1 : correspond aux mois des hautes eaux.

CMD < 1 : correspond aux mois des basses eaux. CV : Coefficient de variation.

Tableau n°19 : Coefficient moyen mensuels des débits et coefficient de variation

Mois

Débits moyens mensuels (Qm³)

Apports moyens

mensuels (Hm³) ^{CMD CV des débits} Ain Assel Chef fia Ain Assel Chef fia Ain Assel Cheffia Ain Assel Cheffia

S 0.27 0.59 0.69 1.54 0.04 0.16 3.25 0.79 O 1.33 0.57 3.56 1.54 0.21 0.15 1.69 0.95 N 5.18 3.43 13.41 8.89 0.82 0.91 1.38 1.57 D 15.18 5.75 29.93 15.39 1.76 1.52 1.43 1.40 J 14.20 9.23 38.04 24.73 2.24 2.44 0.84 1.27 F 16.76 10.53 40.55 25.48 2.64 2.78 0.86 1.21 M 13.16 5.18 35.24 13.88 2.07 1.37 1.06 0.93 A 9.86 5.80 25.56 15.03 1.55 1.53 1.04 1.47 M 3.79 2.41 10.14 6.46 0.60 0.64 1.57 1.58 J 0.33 0.64 0.86 1.65 0.05 0.17 1.01 0.82 J 0.16 0.72 0.43 1.93 0.02 0.19 3.60 0.89 A 0.01 0.58 0.02 1.55 0.00 0.15 1.49 0.91 année 6.35 3.79 200.42 119.49 / / 0.57 0.78

Ainsi, les coefficients moyens mensuels de débit calculés(cf.Tableau n°19), et leur représentation graphique établie pour les deux stations (Cf.Fig.n°38 et 39), permet de qualifier le régime fluvial par un écoulement important pendant la saison pluvieuse (l’hiver) et une pénurie considérable pendant la saison sèche (l’été ).

Le régime moyen des deux oueds comporte une période de hautes eaux de Décembre à Mars et une période de basses eaux d’Avril à Novembre. Le maximum mensuel correspond au mois de Février avec 2.64 et 2.78, suivi du mois de Janvier avec un CMD de l’ordre de 2.24 et 2.44 aux stations de Ain Assel et Cheffia-Barrage respectivement. Quant au CMD du mois de Juillet est presque nul (0.02 et 0.15).

1.4.3- Disponibilités Saisonnières en Eau de Surface

D’après les données des apports mensuels enregistrés au niveau de la station de « Boutayeb » à Cheffia-Barrage et Ain Assel, les apports sont considérables pendant la saison des hautes eaux (25.48 Hm³ au mois de Février et 40.55 Hm³ à Ain Assel), tandis que les débits atteignent des valeurs négligeables durant la période des basses eaux (Juin, Juillet, Août et Septembre).

1.5- Application de la méthode de corrélation linéaire aux séries hydro-pluviométriques des oueds Bounamoussa et Kebir-Est

L’application de cette méthode aux deux séries d’observation disponibles (précipitations et débits annuels), relevées aux stations hydro-pluviomértique de Cheffia sur une période de 27 ans et Ain Assel sur une période de 29 ans afin d’établir une corrélation, c’est-à-dire trouver une relation simple qui lie les hauteurs annuelles des pluies tombées dans le sous-bassin de chaque oued avec les débits annuels écoulés, ainsi que le degré de liaison entre les deux paramètres (pluies/ débits). Autrement dit, voir, à l’échelle annuelle, la réaction des deux oueds face aux précipitations reçues par chaque sous bassin (Cf.Fig n°41 et 42).

Le coefficient de corrélation est de l’ordre de 0.80 à Ain Assel et 0.76 à Cheffia- Barrage, ce qui détermine la bonne corrélation entre les deux séries étudiées. Signalons ici l’existence de deux points éloignés de la courbe de tendance au niveau de la station de Cheffia-Barrage : il s’agit des années 1997 et 98 avec un débit correspondant sous-estimé (P=1123.70 mm, Q= 4.14 m³/s) et 1995 et 96 avec un débit correspondant sous-estimé (P=1148.10 mm, Q= 5.41 m³/s ).

Fig.n°41 : Correlation pluies / débits de l'oued Kebir-Est Station Ain Assel période: (1968/69-96/97)

y = 0,02x - 9,54 R² = 0,80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 400 800 1200 1600 Précipitations (mm) Débits (m3/s)

Fig.n°42: Correlation Pluies / Débits de l'oued Bounamouussa Station Cheffia Barrage période:(1976/77-2002/03)

y = 0,01x - 5,68 R² = 0,76 0 2 4 6 8 10 12 14 400 800 1200 précipitations 1600 (mm) Débits (m3/s)

1.6- Les Inondations (Etude de cas)

Le problème des inondations, qui se pose en permanence, a pour principale cause la forte intensité des pluies qui dépasse par fois les 100mm en l’espace d’une journée (voir études des maxima p 61).

Ces intensités provoquent des écoulements torrentiels qui affectent la plaine alluviale de la Mafragh drainée par l’ Oued Kébir-Est et la Bounamoussa, parfois des inondations prolongées (stagnation des eaux superficielles sur des hauteurs qui dépassent les 50cm, et où des nappes d’eaux superficielles couvrent la plaine alluviales pendant des périodes qui varient de 3 jours au minimum jusqu’à une semaine en moyenne) qui peuvent empêcher l’utilisation des terres agricoles pendant des période allant jusqu’à trois mois, surtout durant ces dernières années, caractérisés par une forte pluviosité. Ceci en plus des excédents hydriques qu’elles infligent aux cultures et des risques d’hydromorphie.

En plus des causes naturelles, d’autres produites par l’homme, agissent en faveur de ce phénomène :

§ L’absence d’entretien des émissaires naturels : pratiquement tous les oueds qui drainent le bassin versant « Kebir Est, Bounamoussa, Boulathane, Bouhaloufa, La Mafragh), il s’agit là du curage périodique des oueds et de touts les émissaires naturels.

§ L’insuffisance et la dégradation du réseau d’assainissement dans le périmètre de la Bounamoussa et son absence dans la plaine d’El Tarf-Boutheldja malgré les nombreuses études qui ont été avancées dans se sens, sachant que ce secteur de plaine est le réceptacle de toutes les eaux provenant des bassins versants de Bougous, Guergour, Bouhaloufa, Boulathan.

§ La réalisation de certains chemins communaux dans la commune de Boutheldja, du lac des oiseaux et de Berrihane, où quelques tronçons constituent de véritables obstacles pour l’écoulement normal des eaux vers les exutoires naturels.

Rapport sur les inondations du 04 et 05/04/2003 (Agence Nationale des Barrages, Barrage Cheffia 2003)

Un excès des précipitations durant 48 heures, du 04 au 05 /04/ 2003, a été la cause principale des fortes inondations, qui ont eu des effets néfastes sur la zone réceptrice (l’aval) du bassin versant.

Ces fortes précipitations enregistrées ont atteint 123.9 mm pendant 48 h avec un débit maximum de 1600 m³/s alors que le barrage était déjà à son niveau maximum. Des mesures d’urgence ont été mises en place pour la protection du barrage par des lâchés des quantités d’eau en fonction des apports entrant (voir le tableau ci-dessus).

Tableau n°20: Bilan des entrées et des sorties du barrage Cheffia durant les trois jours d’inondation

Dates Apports (Hm³) Les lâchés (Hm³)

04/04/03 10.615 08.586

05/04/03 37.386 40.10

06/04/03 11.477 05.40

Total 59.478 54.086

Source : D.HW. ElTarf, 2004

Remarque : cette opération était la seule solution pour, d’un côté, assurer la protection du barrage, et, d’un autre, éviter le débordement des eaux sur le déversoir secondaire (El Karma vers la commune de Cheffia et ses environs)

Conséquences

Les conséquences étaient considérables, parce que en 48 heures les pertes ont été estimées selon les services de la D.H.W et la D.S.A, ELTarf par :

1-La perte d’un apport en eau très considérable voir même exceptionnel en un espace de trois jours 54 (Hm³) , ce qui représente un taux de 40 % par rapport aux entrées annuelles du barrage 134 (Hm³ ) autrement dit le volume régularisable du barrage de Mexa.

2-Avant les inondations, la superficie agricole exploitée était de l’ordre de 28050 ha, après la date du 06/04/03, les surfaces agricoles exploitées et qui ont été submergées étaient estimées à 8023ha dont 3188ha totalement perdues.

1.7 - Conclusion

Les ressources en eaux abondantes dans le bassin versant de la Magragh sont principalement constituées par l’écoulement des oueds (546 Hm³ /an) qui est le produit direct des précipitations et du régime des débits.

Suivant l’analyse hydrologique des apports en eau du bassin versant de la Mafragh constituée essentiellement par l’apport moyen annuel d’oued Kébir Est et Oued Bounamoussa, ces entrées ont été estimé à 319,92 Hm³ /an, tout deux contrôlant une surface de 1255 Km². On note ici que d’après l’étude d’un cas des inondation du 04, 05 et 06 Avril 2003 au niveau du barrage de Cheffia, les apports on été évalué à 54 Hm³ pendant trois jours, ce qui confirme que le bassin versant de la Mafragh est un grand réservoir d’eau superficielle appelant ainsi le pouvoir publique à une politique rationnelle de mobilisation et de gestion de cette ressource, richesse incontestable. La mobilisation de la ressource superficielle est encore limitée puisque sur un volume mobilisable estimé à (496 Hm³ /an), un volume de 138 Hm³ /an est actuellement emmagasiné dans les deux barrages mis en exploitation, Cheffia et Mexa. Dans ce qui suit, on va essayer d’évaluer cette ressource et de voir les perspectives de son utilisation à différents termes.

Les résultats de l’étude hydrologique sont indispensables à de nombreuses interprétations tel que le drainage, l’irrigation, la régularisation des cours d’eau, la protection de l’environnement, l’allocation et la gestion de la ressource en eau.

2- Evaluation des Ressources en Eaux dans le Bassin Versant de la Mafragh

Dans le document Ressources en eaux, mobilisation et utilisation dans le bassin versant de la Mafragh (Page 125-139)