Section. 3(ydrologie AUX '-I~NS_. ~ - '". AMÉNAGEMENTS -DU' NORD TOGO ~.. LA.F:OS~E.. HYDRa-AGRICOLES.

OFFICE. DE .Li\ RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECJINIQUEOUTRE-MER

INSTITUT DE RECHERCHES DU . TOGO

·Section 3(ydrologie

AMÉNAGEMENTS HYDRa-AGRICOLES.

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Campagne . Hydrologique ,196Q_~

J. COLOMBAN!

FEVRIER 1961

FOSSE AU:x: LIONS

l 9 6 0

SOMMAIRE

l - GE1'l"ERALI TES

2 - GEOLOGIE-TOPOGRAPHIE-VEGETATION-POPULATION

3 -

ORGANISATION DES MESURES

4 -

CLIMATOLOGIE

5 - RUISSELL:&'\ïENT-ECOULEMENT-BILAN 6 - CONCLUSIONS.

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l - GENERALITES -_»

La Fosse aux Lions est une cuvette située dans le nord du Togo, de coordonnées approximatives: 0°10' à 0°15' de longitude Est, 10°45¹ à 10048' de latitude lIord.

Elle s'étend au pied des monts de BomQouaka, à l'Est et à l'Ouest de la route Dapango-Bombouaka. Deux cours d'eau principaux l'alimentent drainant un bassin versant de 208 km2. L'exutoire en est la Koulougona qui, après un parcours de 25 kms. se jette dans le Biankouri. Entre Sounsouri et

Mowc de 500 à 800 hectares pourraient être aménagés pour la riziculture (ou d'autres cultures), à condition de se rendre maitre du plan d'eau pendant la saison des pluies et de dispo- ser assez tôt dans la saison d'une quantité d'eau suffisante.

L'aménagement pourrait peut-gtre être étendu ^à la Fosse aux Lions proprement dite.

En 1959, un certain nombre de mesures avaient déjà été effectuées par Monsieur JARRE, Hydrologue à l'ORSTOM, qui avait décelé ce site, et qui a organisé le réseau d'appareils de mesure pour l'année 1960, de la façon que nous verrons plus loin.

Nous rep~oduisons dans ce rapport les résultats de l'année 1959.

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FOSSE aux LIONS

Plan

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Pluviomèt~es

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t:==l Barrage d'accumulation

O.R.S.T,O. M. _ Hydrologie

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- 2 -

2 - GEOLOGIE - TOPOGRAPHIE - VEGETATION - POPULATION

A - Géologie

La partie nord du bassin ver9ant (environ 35% de la superficie) est constituée par des roches éruptives, principale- ment des granites calco-alcalins. Le reste est constitué par des grès de l'Ordovicien, des schistes et des grès du Cambrien ou de l'Infra-Cambrien.

En ce qui concerne la Pédologie nous renvoyons le lecteur à l'étude publiée par Monsieur LAMOUROUX, Pédologue, Précisons seulement que d'après cette étude 800 hectares

seraient utilisables pour la culture.

B - Topographie

Les caractéristi~ues des bassins élémentaires sont données ci-après

Bassin du Koumfab à Nakpalikonkog - Superficie ^{1) 1) 0 • 1) (l , 0 1) 0 1) 0 D O . " 0 0 0 1) D O . ,}

- Périmè tr e . ^{0 0 1) 1) • 0 • Il • • ., • • • • CI 0} • • • • • •

- Co~fficient de forûle ••••• ⁰ • • • • • • •

- Indice de pente .•••••....•... ⁰

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L

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K

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95 km2 44 km.2

1,26 0,281 Nous rappelons :

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3 -

Bassin du Ne..pabour (R..;u te Dapango-B omb ouaka) S

=

^{62,4 km2}

P

=

^{32,6 km.}

K

=

^1,15

Ip

=

^0,13

Bassin de la Koulougona ^,a Tambango S

=

^{188,4 km2}

P

=

^{59,5 km.}

K

=

^1,215

Ip

=

^0,0984

Bassin du Kanfiaré ^,a Sissiek S

=

^{18,5 km2}

P

=

^{20 km.}

K

=

^1,305

Ip

=

^0,1355.

C. - Végétation

Nous nous trouvons dans la zone de la forêt savane xérophile ou savane arbustive. Les zones marécageuses sont assez développées.

D - Populs.tion

Cette zone est presque uniquement peuplée de Nobas, avec une assez grande densité (40 à 100 habitants au km2).

Une population aussi abondante est un élément favorable à la mise en valeur de cette région.

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x x

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- 4 -

3 - ORGANISATION DES RlliSURES

A - Matériel

Le ~atériel ~is en place en 1959 se cOQposait de

- 7

pluviomètres sur l'ensemble du bassin versant,

- 3 échelles limnimétriques

- l échelle sur la Koulougona à Tambango - l échelle sur la Eoulougona à Nano

- l échelle sur le Napabour à la traversée de la route Bomb ou aka-Dapan go •

En 1960, le réseau de mesure a été complété : - Le bassin versant était couvert par 9 pluviooètres et

2 pluviographes (un pluviographe à Dapango, un à Tambango).

Ont été installés :

- l lionigraphe sur la Koulougona à Tambango, doublant l'échelle existante,

- l limnigraphe et une échelle sur le Koumfab à Nakpalikonkog, avec construction d'une passerelle de Qesures,

- l nouvelle échelle sur le Kanfiaré à Sissiek •

. . ^/ ...

....- . ~. .:~.

- 5 -

B - Personnel

Un aide-techni~ue Togolais, Christian JOHNSON, a

séjourné à Tambango durant les mois de Juillet, Août, Septembre et Octobre afin de contrôler les observateurs recrutés sur

place (au nombre de 5) et pour effectuer diverses mesures.

Monsieur MICHENAUD, Agent Technique Hydrologue à

l'ORSTOM~ au cours de noobreuses tournées, a installé les divers appareils et étalonné de façon très satisfaisante les stations limnimétriques.

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- 6 -

5 - CLIMATOLOGIE

Nous ne possèdcns pas dans la Fosse aux Lions de station météorologiquo. L8s seuls nesures clim~tiques que nous y ayons effectuées en 1959 et 196ù sont des mesures

pluviométriques. Cependant, le Service Météorologi~ue du Togo effectue à Dapango, depuis 1956, des mesures de températures, humidité et évaporation, 8t a bien voulu nous cOffiDuniquer les résultats de 1956 à 1959 ainsi que les relevés pluviomé-

triques de 26 ans. La station météo, installée en 1956 à Dapango-Ville, a été dépl~cée en 1957 à Dapango-Toaga. Par suite de conditions topographiques différentes il est possible que les résultats de Dapango ne scient pas extrapolables à la zone de la Fosse aux Lions. Cependant, on peut penser

qu'il y a une bonne corrélation entre les conditions climati- ques do Dapango et de la Fosse aux Lions.

Températures ooyennes mensuelles et annuelles

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Mini Haxi

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1 1 1 1 1 I i i J

36°1i35°8i33°7i3004128°8, 28°2i29°9i3205i34°7 32°0i32°5 2408!23°5!2303122°412004! 2009!2009!22°2!23°5 2000!22°1

1 1 1 6 . 1 . 1 r i ' ! 1 1

27°4;27°9;27°4;25 1 ;24°0; 24°2;246g;2704;28°2.23°4~2507

33 06i33°0'31 07i290i !26⁰9! 26°3i28 03i31 01i33°8 3003i30⁰6

I i i 1 1 1 1 1 1 .

34°0!34°3i3200i29°5i26~9i 26°1 i27°0i3002i3209 2904130b5

1 ! 1 1 1

Dapango- ; 1 ! 1 i

TO.::l,f.;a 1951. ! ! ! 1 1

M~xi !3203 !35°4¹ 38°9137°6!35°3132°2!3005! 29 06!3006!32⁰6!3502 35°6!33⁰8 i17C1 ;16 01 23°2i25°0i23°7i22ogi2202i 2100i2102i2200;21°4 19°1 ;21 02 121°8 123°7 28°4128°5!26091250812501! 23°9!24^b6!26°0!27⁰7 25 05!25 07

1 l ' 1 1 1 1 1 1 1 1

i 3oo4 i3205 3501i33°8i3108i29°3i27°8i 27°0i28°0i3003i33°1 33°4i31°0

!27°9 130⁰4 33°81320513009129°1127°1! 26°1 !25°7!27°3!28°9!28°8129°0 _ _ _ _ _1_ _-.-;..1_ _^{..;..!_ _}-.;...1_ _.;..1_ _! _ _.;..!_ _^{.;..!_ _}~!_ _1~_-.;1~_-:!:.-.._-:1:.-.._

Dapango- 1 Ville _195~

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i 32° 5

!19°2

1

i2264 130°6

1 .

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Ivlini 8hOO 12h00 18h00

. 8hOO 12h00 18h00

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TI . Ann TIapango-Toaga 1958

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35°7 36°1 39°5 37°5 35°2 31°8 30°4 30°0 30°5 34°7 35°9 34°9 34

⁶

4 1I1ini 17°7 14°9 24°6 25°2 2404 22°6 22°1 21°7 21°5 22°4 23°1 1902 21°6 8hOO 25°5 24°9 29°4 28°8 2709 25°8 24°8 24°6 2406 2703 27°9 2507 26°4 12h00 33°1 33°3 35°9 34°5 32°6 29°5 28°4 27°9

28°6 32°4 33°6 32°9 31°9

18h00 29°9 31°3 35°3 33°2 31°1 28°2 27°5 26°8 26°4 28°7 29°9 28°6 29°7 TIapango-Toaga 1959

r\l?..xi 36°3 38°8 39°2 36°1 33°6 30°0 28°8 30°2 34°5 36°5 34°2 34°4

I;,~ini

18°9 21°6 24°7 25°7 25°1 23°3 22°1 21°6 21°1 2200 2104 1705 22°1 8hOO 23°4 26°4 28°7 29°5 28°1 26°7 24·06 24°2 24°2 2708 28°1 23°8 26°3 12h00 31°8 33°7 35°2 35°4

33°3

3100 2705 2700 28°4 32°6 34°5 3107 31°8 18h00 29° 1 32°1 34°4 34°2 32°1 30°2 27°4 25°6 26°2 28°2 29°7 27°4 29 °7

Hygrom.étrie

~

Les résultats de 1956

à

1959 sont les suivants Dapango-ville 1956

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8hOO 20% 42% 50% 66% 68% 78% 82% 83% 82% 64% 50% 35% 6C%

12h00 11% 31% 35% 49% 53% 62% 70% 75% 69% 49% 34% 23% 47%

18h00 12% 28% 31% 43% 52% 62% 71% 77% 74% 51% 31% 28% 47%

Dapango-Toaga 1957

8hOO 26% 25% 48% 64% 75% 83% 84% 89% 87% 78% 61% 36% 63%

12h00 16% 16% 29% 44% 56% 67% 71% 75%

7';!fo

62% 41% 22% 47%

18h00 21% 20% 28% 45% 58% 69% 75% 79% 83% 74% 53% 31% . 53%

Dapango-Toaga 1958

8hOO 28% 24% 46% 65% 68% 77% 77% 82% 86% 69% 66% 37% 60%

12h00 19% 13% 29% 45% 52% 62% 63% 68% 69% 51% 44% 21% 45%

18h00 26% 17% 24% 47% 54% 67% 68% 75% 81% 64% 52% 29% 50%

Dapango-Toagu 1959

8hOO 26% 34% 46% 57% 66% 72% 83% 84% 86% 64% 52% 28% 58%

. 12h00 14% 23% 31% 38% 48% 57% 72% 73% 69% 50% 31% 17% 44%

18h00 20% 26% 28% 37% 52% 59% 71% 80%

8';!fo

63% 37% 26% 48%

... ^/ ...

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- 8 -

On constate que pendant l'Harmattan on arrive à d8s taux d'humidité très faibles: En 1956 11% de moyenne en Janvier à Dapango-Ville à 12 h8ures.

Pendant la saison des pluies jamais au cours de ces quatre années 18 taux moyen mensuel n'a dépassé 89~.

Eva-poration :

L'évaporation mesurée à l'évaporomètre Piche donne les résultats suivants exprimés en millimètres d'cau:

J J M A M J J A S 0 N D Ann

Dapango-ville 1956

392 331 322 238 198 124 93 73 84 179 264 296 2594

Dapango-Toaga 1957

420 304 213 123 115 63 52 103 157 290

Dapango-Toaga 1958

315 332 350 230 187 114 118 78 58 122 165 261 2329

Dapango-Toaga 1959

330 283 395 353 243 155 88 70 58 145 226 295 2641

Ceci n8 donne qu'une indication toute relative : En effet généralement l'évaporation sur bac Colorado donne des résultats différents des ill3sures à l'évaporimètre Piche et difficilement comparables.

Nous avons pu nous en rendre compte à Paiokou où les rap- ports entre totaux mGnsusls du Piche Gt du Bac ont varié de 0,72 à 0,40 d'Avril à Octobre 1959, l'évaporation sur bac étant su- périeure à l'évaporation Piche durant cette période. Pendant

l'Harmattan~ l'évaporation Piche est supérieure à Paiokou 1959 et 1960, Boukombé 1960.

Il en sst sans doute de même dans la Fosse aux Lions •

. .. ^/ ...

.~. ...-i...0-

- 9 - Pluviométrie

Dans le tableau nO 4 ci-après, nous donnons les pluviométries mensuelles et annuelles de 26 ans à Dapango, la pluviométrie normale fin 1959, la pluvio~étrie 1960 à Dapango, Tambango et Toaga, la pluviométrie 1959 et 1960 sur 10 bassin versant de la Fos se-aux-Li ons , ainsi que· le rang occupé sur 27 ans pour les années 1959 et 1960.

Etude statisti~uo des hauteurs de pluie mensuelles et annuelles.

Supposons que les hauteurs de pluie annuelles soient réparties suivant une lei de Gauss : Une estimation absoluoent correcte de la moyenne

li

de la pluviométrie annuelle est la moyenne de 26 années d'observations. Une estimation absolument correcte de

l'~cart-type

^est

6 _=V~ -f"-

(Hi-H)2. On a ainsi les valeurs: H = 1072 mu _~= 181 mm. La hauteur d'eau moyenne

li

est elle-même une variable aléatoire.

En

prenant un autre échantillon quelconque de 26 ans, on obtiendrait probablem8nt un H différent. Une estimation

-

absoluoent correcte de la moyenne de cette variable aléatoire li est 1072 mm.

~vec

un écart réduit

~ ⁼ ~

^{soit 6'}

⁼

^35,5Qm.

Il y a au moins 95% de ch3.Ilce pour que

H

soit compris entre 1143 mm. et 1001, étant entendu que les conditions clima- tiques n'évoluent pas trop rapidement.

Ceci nous permet de dire que l'année 1960 avec un total de~81,8 mm. à Dapango-Ville est probablement un peu inférieure à la normale en ce qui concerne le total p~uviomé­

trique annuel. L'année 1959 est à peu près normale avec un total de 1031 ~8.

. . ^/ ...

....-... ^..

- 10 -

Considérons ~aintenant les classements mensuels des années 1960 et 1959 ~ Dapango-Ville consignés dans le tableau ci-après.

En 1959, les mois de Janvier, Février, Août ont été nettement excédentaires. L'excedent du mois d'Août est particulièrement important puisqu'il s'agit du mois le plus pluvieux en ~oyenne. Les mois de'Mars, Avril, Mai et Octobre

ont été déficitaires.

En 1960, seul le _~ûis de Septembre a été nettement excédentaire. Les mois de Mars, Mai et Aoat ont été défici- taires.

Les hauteurs d' eau moyenneS tombées. sur le bassin versant de la Koulougona 8n 1960 et 1959 ont été calculées en extrapolant les résultats de Dapango, pour les mois à faible pluviométrie où manquent les relevés.

Les Qoyennes oensuelles _~ur le bassin versaHt de

~

Mai à Novembre en 1960 ont été calculées en traçant les isohyètes mensuelles (reproduites ci-après).

En 1959, le réseau pluviométrique n'était pas suffisant pour justifier cette méthode et nous nous sommes contentés des moyennes arithmétiques des hauteurs aux divers pluviot;létres.

Nous avons également tracé les isohyètes pour la période de Juin 1960 à Octobre 1960 et calculé la pluviométrie de cette période. Ainsi, on trouve

792

mu. alors que la somme des moyennes mensuelles donne

787

~m. Ce faible éc~rt de Dains de 1% montre la validité de la méthode.

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TABLEAU N°4 (suite)

1 1 ¹ 1 1 ¹ 1 1

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JANV •

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Dapango ¹ ! 1 1 1 ¹ ! 1 1 1 !

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Dapango ! 1 1 ! ! ! ! ! 1 !

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idem ! 1 ! 1 !

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1 1 l ' 1 ¹ !

Tambango ! ¹ ! ! ! 1

Pluvio- 1 _! 1

graphe ! 100,8 !138,0 !231,2 !345,3 29 0 ! !

1960 ! 1 1 1 ! !

Rang de ! ! 1 1 1

1 1

,

!

Dapango 1 1 ! 1

Ville

1 1 1 1

1960 ₁ ! ! 1

en 27 ans "19 12 20 13

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^{12 22 8 12}

,

1 21

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idem 1959 4 3 !20 21 .23 17 ^! 15 3 12 24 1 1 17

! ! ! 1

NB - H

=

^{hauteur d'9au en mm. n}

=

nombre de jours de pluie.

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B. V. de la Fosse aux Lions

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Mois de Md "'60

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Etude des averses

Certaines averses caractéristiques ont été plus particulièrement étudiées à l'aide des pluviographes de

Dapango et Tambango. Ce sont à Dapango les averses nO 18, 55 et 75 et pour Taobango les averses nO 51, 55, 57, 64 et 80.

On trouvera, ci-après, les hyétogrammes correspon- dants.

Voici les intensités maxima relevées au cours de ces averses (ce sont les intensités maxima pour l'ensemble des averses).

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1 NO 1 Date 1 1 1llI:l./h. 1 1 minutes ^1. Hauteur tota-j

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1 64 29.8.60 ¹ 190 3 15,5

1 55 17.8. 60 f 166 9 46,5

f 55 17 • 8. 60 j 150 4 46 , 5

1 75 17.9.60 ¹ 120 3 37,0

151 9.8.601 100 6 21,0

1 57 20.8.60 1 100 3 22,2

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1 1 1

1 1 1

1 75 17.9.60 1 120 1 5 37,0

1 55 17.8.60 ¹ 93,5 ¹ 9 42,

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1 1 1

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Fosse aux Lions

Averse

_n~1t~

du 24 juin 1960

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Fosse aux Lions

Averse ·n

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55 du 17 Août 1960

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Fosse aux Lions

Averse n

¹²

75 du 17 Sept. 1960

DAPANGO H= 37 mm.

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^{37 mm.}

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0.R.S. T.O.M._ Hydrologte

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Fosse aux Lions

Averse n!51 du 9 Août 1960

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^{T. O.M. _ Hydrologie}

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Fosse aux Lions

Averse n!S7 du 20 Août 1960

TAMBANGO H = 22,2mm.

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Fosse aux Lions

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Averse

^n~64

du 29 Août 1960

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Fosse aux Lions

Averse n

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80 du 22 Sept 1960

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- 12 -

Pour 1960~ les averses ont été nettement plus intenses à Tambango qu'à Dapango. Ce fait est peut-~tre dû au hasard, à Boins que les conditions topographiques, assez différentes entre les deux stations? aient une importance.

Nous pourrons vérifier ce fait pendant la campagne 1961.

Les mesures d'intensités sont ponctuelles et les

intensités maxima moyennes sur le bassin versant sont évidemment plus faibles.

x

,

x x

- 13 -

6 - RUISSELLEMENT - ECOULEMENT - BILAN

Nous avons indi~ué précédemment que les stations . de jaugeages de la Koulougona à Tambango et du Koumfab à

Nakpalikonkog étaient équipées de limnigraphes enregistreurs.

Les stations du Napabour? du Kanfiaré et de la Koulougona à Nano étant équipées seulG8ent d'échelles limnimétriques, 3 lectures par jour assuraient un contrÔle satisfaisant des hauteurs d'eau.

Etalonnage de la Koulougona à Tambango 26 jaugeages échelonnés de :

- H

=

0,28 m.

- H = 2? 38 m..

Q

=

0,111 m3/s à Q

=

13,484 m3/s,

ont été effectués. Malgré une certaine dispersion des résultats, dûe à l'emplacement peu favorable de la section de jaugeage

(il nlétait pas possible de choisir un autre emplacement), une courbe dlétalonnage correcte a été établie.

Etalonnage du Koumfab à Nakpalikonkog 20 jaugeages échelonnés "de

. _.

- H

=

^{0,385 m. Q =} 0,053 m3/s, à - H

= ^2,6ff

^{m. Q}

=

10,83 m3/s,

ont été effectués. Les points se groupent très bien sur la courbe dl étalonnage, la section de jaugeage étant très régulière.

. ./ ...

- 14 -

Etalonnage du Napabour (Route de Dapango) 7 jaugeages échelonnés de

..

H

=

^{0,13 m.. Q}

=

0,124 m3/s. à H

=

^{0,80 m. Q}

=

9,349 m3/s,

ont été effectués. La courbe de tarage obtenue est satisfai- sante, sauf en ce qui concerne le bas de la courbe. En effet le Napabour traverse la route Bombouaka-Dapango à travers 6 buses (nO l, 2₇ 2 bis, 3, 3 bis, 4) de diamètre l mètre, et 3 buses (nO 5, 6₉

7)

de diamètre 0,6 m. Or, l'eau commence à couler dans la buse nO 7, un peu avant d'arriver au

°

^de

l'échelle située près des buses 3 et 3 bis.

Etalonnage du Kanfiaré à Sissiek

Seulement trois jaugeages ont été effectués. La dispersion des résultats ne permet pas de tracer correctement la courbe de tarage. De nouveaux jaugeages devront ~tre faits, en 1961.

La variation rapide de la cote et l'éloigneoent de la station rendent difficile ce travail.

Etalonnage de l~' Koulougona à Nano

Les jaugeages sont pratiquoment impossibles à cette échelle, destinée surtout à contr~ler la cote d'inondation •

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- 15 -

Le dépouillement des ~ydrogrammes; des limnigraphes du Koumfab et de la Koulougona nous a permis de calculer, avec une bonne précision, les quantités d'eau écoulées en 1960.

En ce qui concerne le Napabour, les trois lectures quotidiennes de l'échelle étaient suffisantes. En effet, le passage du Napabour à travers 7 buses sous la route de Dapango a pour effet d'écr~ter 18s crues par un freinage sensible

rendant les v~riaticns de côte suffisamment lentes.

On peut donc estiwer bien connus les apports du

~fab et du Napabour dans la Fosse aux Lions proprement dite, ainsi que le volume restitué à la sortie de Tambango.

L'examen des bilans 1960 nous montre que les premières

pluies~ jusqu'à fin Juillet, ruissellent très peu. Le co~ffi­

cient d'écoulement Ke n'atteint pas 0,05%. L'eau est emmagasi- née dans le sol ou consol~lée par l'évapo-transpiration.

A partir du mois d'Août la situation change: le bassin du Koumfab COBmence à ruisseler de façon sensible

(Ke = 14%). La Koulougona, toutefois, ne restitue pas intégra- lement l'eau écoulée du Koumfab et du bassin intermédiaire ~à

l'aval de Nakpalikonkog et de la route de Dapango~= 29,6 km2.) En effet7 on relève 2,65 Millions de

m3

pour la Koulougona en Août, 2,66 Millions pour le Koumfab. On peut estimer à 0,6 Millions de

m3

la part du bassin intermédiaireo

Donc ⁷ au mois d'Août, 0,6 à 0,7 Millions de

m3

se sont en partie accumulés dans la cuvette de la Fosse aux Lions en partie dissipés par év~poration.

Le Napabour nia pas coulé au mois d'Août 1960, bien que son bassin ait reçu 209 mm. en Août et 596,7 mm. de Mars à Août inclus • . Notons qulen 1959 le Napabour avait comclencé à couler fin Août à la suite d'une très forte averse (le

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