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Impact de la variabilité du régime pluvial saisonnier sur les ruissellements et l’érosion des versants (cas du bassin versant du barrage de Beni-Bahdel)

Impact of seasonal rainfall variability on runoff and slope erosion (case of the Beni-Bahdel dam catchment)
Hychem Kazi-Tani, Radia Gherissi, Zegnouni Aymen, Abderrazak Bouanani, Kamila Baba-Hamed, Abdelali Terfous et Jean-Luc Probst

Résumés

Cet article met en évidence la répartition saisonnière des précipitations dans le bassin versant de Beni-Bahdel, et son impact sur les écoulements de surface et les transports solides en suspension. Pour ce faire, nous avons exploité les données météorologiques, les débits liquides et les concentrations de matières en suspension fournies par l’Agence Nationale des Ressources Hydriques (ANRH) sur une période de 46 ans (1972-2018). En considérant uniquement les écoulements de surface, nous avons établi les relations directes entre les précipitations et les débits liquides et entre les précipitations et les transports solides pour mettre en évidence l’impact saisonnier des précipitations sur l’érosion et les ruissellements de surface. Les résultats obtenus dans ce travail montrent que les pluies automnales et estivales provoquent directement l’érosion des versants induisant des concentrations en MES importantes à l’exutoire du bassin versant. En hiver et au printemps, elles contribuent aux écoulements de surface tout en apportant des flux d’eau significatifs au barrage. Les calculs basés sur une modélisation linéaire montrent qu’en moyenne 1 mm de pluie génère 0,031 Hm3 d’écoulement à l’exutoire du bassin et 14 x 103 tonnes de transports solides en automne, alors qu’au printemps, il provoque 0,063 Hm3 d’écoulement et 1,64 x 103 tonnes de matières en suspension.

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Notes de la rédaction

Manuscrit reçu dans sa version originale le : 24 juin 2022, reçu sous forme révisée le : 4 décembre 2023, article définitivement accepté le : 22 janvier 2024.

Texte intégral

1. Introduction

1La variabilité des précipitations dans le temps et dans l’espace joue un rôle capital sur les réactions des bassins versants du point de vue de la mobilisation des eaux de surface et l’érosion mécanique au niveau des versants. Les recherches scientifiques en hydrologie reposant sur l’étude des précipitations ont fait l’objet de beaucoup d’études (Belloum, 1993 ; Touazi, 2001 ; Meddi, 2003 ; Khaldi, 2005 ; Meterfi, 2011 ; Daki, 2016 ; Belarbi et al., 2017 ; Otman et al., 2017 ; Hallouz, 2019 ; Drouiche, 2019). Au cours du XXe siècle, l’Algérie du Nord a connu une alternance de périodes sèches et humides. La tendance à la hausse de la pluviométrie apparaît aux années 1930 et 1950, puis en revanche la baisse du régime pluvial s’est marquée au début des années 1940 et au milieu des années 1970 (Meddi et Meddi, 2009).

2Le climat algérien est un climat semi-aride, très chaud en été et froid en hiver (Gherissi et al., 2017 ; Djellouli, 2019). Dans ce pays, l’érosion mécanique des sols et les transports fluviaux de sédiments sont principalement contrôlés par les événements climatiques extrêmes, généralement de forte intensité et de courte durée, qui génèrent des écoulements de surface (ruissellement superficiel) importants sur les sols des bassins versants et des écoulements de crues, parfois violentes, dans les oueds (Inbar, 1992 ; Alexandrov et al., 2003). Cette thématique a fait l’objet de plusieurs études. Certains auteurs évaluent l’érosion à partir de parcelles expérimentales en recueillant directement les matériaux érodés (Clauson et Vadour, 1971 ; Roose, 1993 ; Morsli, 1996), d’autres l’estiment à partir des matériaux exportés en suspension par les fleuves et les rivières à l’exutoire de leur bassin versant (Probst, 1983 ; Etchanchu et Probst, 1986 ; Fergusson, 1987 ; Inbar, 1992 ; Cohn, 1995). En Algérie, quelques résultats ont été déjà obtenus dans le bassin versant de la Tafna sur l’oued Sebdou, i.e., 618 t/km2/an (Terfous et al., 2003) ; l’oued Sikkak, i.e., 279 t/km2/an (Bouanani et al., 2013) ; l’oued El Nachef, i.e., 55 t/km2/an (Kazi-Tani et al., 2017), et dans d’autres bassins algériens comme l’oued Bellah, i.e., 610 t/km2/an (Ellahcen et Remini, 2009) ; l’oued Foum el Gharza, i.e., 2 764 t/km2/an (Fartas et al., 2017).

3Par ailleurs, les changements climatiques actuels constituent une menace majeure pour l'environnement. Ces changements provoquent des évènements hydro-climatiques extrêmes de forte intensité. Ceux-ci sont amenés à devenir plus fréquents, et de plus en plus variables dans le temps et l’espace (Guhathakurta et al. 2011 ; Mallakpour et Villarini, 2015).

4Le présent travail a été fondé sur l’impact de la variation du régime pluvial, au cours des quatre saisons de l’année hydrologique, sur le remplissage et l’envasement du barrage de Beni-Bahdel doté d’une capacité de 60 Hm3 sans tenir compte des volumes de nappe. Nous nous sommes intéressés à chercher les relations entre les précipitations et les volumes liquides et solides saisonniers pendant 46 ans d’observations pour mettre en évidence et quantifier l’effet des pluies durant l’automne, l’hiver, le printemps et l’été sur l’érosion et les ruissellements de surface.

2. Présentation de la zone d’étude

5Le bassin versant du barrage de Beni-Bahdel (fig. 1) se situe au nord-ouest de l’Algérie, il occupe la zone de la haute Tafna, son relief est compris entre les altitudes 700 et 1 700 m, sa surface est de 1 062 km2 dans un périmètre de 210 Km, avec un coefficient de Gravelius KG = 2,79. Le bassin versant est parcouru par deux cours d’eau principaux : l’oued Sebdou d’une longueur de 21,51 km et l’oued Khemis de 21,8 km. Le Barrage de Beni-Bahdel d’une capacité de 60 Hm3 se localise à l’exutoire du bassin versant où se joignent les cours d’eau principaux. La station de contrôle hydrométrique du bassin (code de la station 160402) est située en amont du barrage au point de coordonnées X = 34°42’33″, Y = 01°29’48″, et Z = 660 m. Les observations des couples concentrations des matières en suspension et débits liquides de 46 années de la période allant de 1972 à 2018 ont été utilisées pour cette étude. En Algérie, la plupart des cours d’eau sont non-permanents et/ou à un écoulement périodique qui ne se manifeste qu’en période de précipitations (Khaldi, 2005).

6La région présente un relief montagneux (monts de Tlemcen), d’une formation géologique karstique à faciès carbonatés (Benest, 1985, 1999) ce qui permet l’infiltration de la majeure partie des pluies qui tombent dans le bassin versant. La lithologie présente des sols calcaires qui abondent avec la présence des terra rossa ou les argiles de décalcification qui favorisent parfois le développement des couverts forestiers comme au niveau du bassin de Béni-Bahdel (Bouanani, 2004).

Fig.1- Situation géographique du bassin versant de Beni-Bahdel.
Fig. 1 - Geographical location of the Beni-Bahdel watershed.

Fig.1- Situation géographique du bassin versant de Beni-Bahdel.Fig. 1 - Geographical location of the Beni-Bahdel watershed.

1. Réseau hydrographique ; 2. Oued Khemis ; 3. Oued Sebdou ; 4. Plan d'eau ; 5. Urbain ; 6. Parcours steppique ; 7. Agriculture ; 8. BV Khemis ; 9. Sol nu ; 10. Forêt ; 11. Maquis ; 12. Altitude ; 13. BV Sebdou.
1. Hydrographic network; 2. Khemis wadi; 3. Sebdou wadi; 4. Body of water; 5. Urban; 6. Steppe route; 7. Agriculture; 8. Khemis watershed; 9. Bare ground; 10. Dense forest; 11. forest; 12. Elevation; 13. Sebdou watershed.

7La grande fraction des écoulements est alimentée par les eaux de nappe, car l’hydrogéologie du bassin de Beni-Bahdel, montre un sens d’écoulement des eaux vers le Nord-ouest. L’alimentation de cette nappe se fait généralement de deux manières, directement par son impluvium et/ou par l’alimentation latérale à partir des formations adjacentes (Collignon, 1986). Les différents modes d’occupation du bassin versant sont récapitulés dans le tableau 1.

Tab. 1 – Occupation des sols des bassins de Sebdou et d’el Khemis.
Tab. 1 – Soil occupation of watersheds of Sebdou and Beni-Bahdel.

Tab. 1 – Occupation des sols des bassins de Sebdou et d’el Khemis.Tab. 1 – Soil occupation of watersheds of Sebdou and Beni-Bahdel.

3. Données hydrologiques et méthodes

3.1. Précipitations

8L’étude des précipitations a fait l’objet de nombreuses recherches aussi bien en Algérie qu’à l’échelle du bassin versant de la Tafna (Ghenim et al., 2010 ; Ghenim et Megnounif, 2013). L’étude des variations annuelles et saisonnières dans la station du barrage de Beni-Bahdel (fig. 2) a été établie sur la base des données d’un pluviomètre (X = 174,2 km, Y = 157 km, Z = 870 m) pour une durée de 46 ans allant de 1972 à 2018. L’échelle interannuelle enregistre une moyenne de 427 mm/an qui présente un seuil qui fait la distinction entre les années sèches et humides, (24 valeurs au-dessous et 22 au-dessus de la moyenne). Les valeurs maximales et minimales observées durant cette période sont, respectivement, 732 mm en 2008-2009, et 209 mm en 2004-2005.

Fig. 2 - Variation interannuelle et saisonnière des précipitations de la station Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 2 - Interannual and seasonal variation of precipitation at Beni-Bahdel station (1972-2018).

Fig. 2 - Variation interannuelle et saisonnière des précipitations de la station Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 2 - Interannual and seasonal variation of precipitation at Beni-Bahdel station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A) ; 5. Moyenne.
1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A); 5. Average.

9La station pluviométrique se situe au niveau de l’exutoire du barrage de Ben-Bahdel, et représente le point de confluence entre le sous bassin de Sebdou et celui d’El Khemis,  qui ont un climat semi-aride (Terfous et al., 2003 ; Megnounif et al., 2007). Cette station peut être considérée comme représentative de l’ensemble du bassin versant car, malgré les différences d’altitude, les écarts sur les moyennes interannuelles (1975-2013) avec les deux autres stations du bassin sont faibles (inférieurs à 8 %) et la variabilité interannuelle est la même. Les précipitations commencent au mois de septembre avec une moyenne mensuelle de 20 mm (tab. 2), elles atteignent 57 mm en janvier et les valeurs maximales de 60 mm sont atteintes aux mois de février et mars. En été et précisément au mois de juillet, le régime pluvial mensuel moyen atteint son minimum d’environ 3 mm. Cependant, la saison estivale se caractérise par des orages violents de très courte durée pouvant générer des quantités d’eau précipitées très importantes.

Tab. 2 - Valeurs statistiques des précipitations interannuelles et saisonnières de la station Beni-Bahdel (1972-2018).
Tab. 2 - Statistical values of interannual and seasonal precipitation of Beni-Bahdel station (1972-2018).

Tab. 2 - Valeurs statistiques des précipitations interannuelles et saisonnières de la station Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 2 - Statistical values of interannual and seasonal precipitation of Beni-Bahdel station (1972-2018).

3.2. Concentrations des matières en suspension et apports solides

10Il existe un bon nombre de solutions différentes qui permettent de mesurer des concentrations de matières en suspension dans un cours d’eau (Wren et al., 2000). Certaines études (Gippel, 1995 ; Lenzi et Marchi, 2000 ; Brasington et Richards, 2000 ; Sadar, 2002 ; Eads et Lewis, 2002 ; Downing, 2005, 2006) ont montré la capacité des turbidimètres à estimer de manière indirecte les concentrations des sédiments en suspension dans les rivières. D’autres auteurs tels que Phillips et Walling, (1995) et Thonon et al. (2005) utilisent les mesures laser, mais cette méthode est fiable pour des concentrations inférieures à 5 g/L. Dans la présente étude, les données sont issues de l’ANRH (Agence nationale des ressources hydriques). La détermination des matières en suspension s’est fait manuellement à l’aide d’un flacon de 0,5 litre de contenance, en prélevant un échantillon d’eau turbide sur la rive du cours d’eau soit à la surface libre, soit un peu au-dessous. Parallèlement à cette opération, l’observateur effectuait une lecture des hauteurs d’eau sur une échelle limnimétrique présente dans l’oued Khemis à la station de Beni-Bahdel, située à quelques kilomètres du barrage. Cette hauteur en cm était ensuite convertie en débit volumique à l’aide de la courbe de tarage. Par-ailleurs, la fréquence des prélèvements des MES s’effectuait une fois par jour ou une fois tous les deux jours et parfois une à deux fois par semaine. Cette fréquence se réduit à une demi-heure jusqu’à un quart-heure durant les périodes de crues systématiquement pendant les 46 ans. L’échantillon prélevé est stocké dans une glacière à 4°C avant qu’il soit transmis au laboratoire. La séparation de MES se fait par filtration sur un papier-filtre pré-pesé du type Wattman d’une porosité de 10 µm, utilisée classiquement pour filtrer les MES (temps de filtration T = 10,5 s. Puis ces matières sont séchées à l’étuve à 105°C pendant 24 heures (Bouguerra, 2019), et le filtre séché avec les MES est de nouveau pesé. Le poids des MES est obtenu par différence entre le pré-pesée et la pesée après séchage, puis ramené au volume d’eau filtrée et exprimé en g/L. La série d’observations des données de concentrations des MES a connue quelques manques d’observations de plus d’une année comme par exemple entre février 1994 et avril 1995, de quelques mois de mai 2005 à la fin aout 2005, et de décembre 2013 à mars 2014.

11Au niveau du barrage de Beni-Bahdel la vase est mesurée par des levées bathymétriques. Dans cette étude, les volumes de sédiments transportés sont estimés sur la base des données instantanées des concentrations en suspension et les débits liquides.

12Les tonnages exportés par les affluents du bassin versant du barrage de Beni-Bahdel sont estimés par la méthode de calcul suivante (Probst, 1983) :

13AS : apport solide saisonnier (T/saison) ; Ci : concentration à l’instant i (g/l) ; Q: débit à l’instant i (M3/s) ; n : nombre de prélèvements effectué par saison. (365/4) : nombre de jours par saison ; (365/4) x (24 x 3600) = 7 884 000 ; on divise 7 884 000 par 1 000 pour avoir l’apport en tonnes.

14L’érosivité pluviale est reliée directement à l’état du sol, aux saisons de l’année et surtout à intensité des précipitations. Les fortes intensités contribuent aussitôt à l’accroissement des apports solides et liquides dans les bassins versants, car la capacité d’érosivité pluviale devient plus forte que celle de l’infiltration ce qui facilite l’arrachement et le transport des particules dans les versants (Kazi-Tani et al., 2020).

3.3. Débits et apports liquides

15La fréquence des mesures se fait sur un pas de temps horaire, et toutes les 30 minutes lors des évènements extrêmes. Durant les périodes d’étiages, les observations s’effectuent une fois par jour. Les débits liquides sont déterminés sur la base de la courbe de tarage (hauteur d’eau h en fonction du débit Q), obtenu pour chaque cours d’eau, en fonction de la section d’écoulement, de la pente du cours d’eau et du régime d’écoulement. Du fait du caractère naturel des cours d’eau, la courbe est actualisée régulièrement.

16L’estimation des volumes ou apports liquides totaux AL et de nappe AN exprimés en 10m3, se fait sur la base du calcul des débits liquides observés (Qi) et des débits de base QB estimés pour le pas de temps saisonnier par les relations suivantes :

17AL : Apport liquide saisonnier (106 m3) ; Qi : débit liquide moyen saisonnier (m3/s) ; QB : débit de base moyen saisonnier (m3/s) ; 86 400 : le nombre de seconde par jour ; NJ : Nombre de jours par saison.

18En ce qui concerne le débit de base QB, hors période de crue, on peut considérer QB est égal au débit observé. Par contre en période de crue, on a attribué à QB la valeur moyenne des débits observés en début (juste avant la montée de crue) et en fin de crue (juste après la descente de crue).

4. Analyse des résultats

4.1. Débits liquides

19Durant la période d’observation de 46 ans, les flux liquides interannuels du bassin versant du barrage de Beni-Bahdel (fig. 3) varient selon la saison hydrologique. Les observations montrent que la plupart des années se situent au-dessous de la moyenne interannuelle de 0,97 m3/s, ce sont des années marquées par un déficit d’écoulement et elles persévèrent surtout de 1982 à 2007. Les points placés au-dessus de la moyenne exposent un excédent d’écoulement qui s’est manifesté au début de la série d’observation de 1972 à 1976 et à la fin de la série de 2013 à 2017. La valeur du débit annuel maximal de 2,5 m3/s s’est manifesté en 2008-2009, suite à une pluviométrie exceptionnelle qui a dépassé les 700 mm ce qui a généré un débit de base moyen de 1 m3/s.

Fig. 3 - Variation des débits moyens annuels et des débits de base de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 3 - Variation in mean annual flows and base flows at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 3 - Variation des débits moyens annuels et des débits de base de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 3 - Variation in mean annual flows and base flows at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Ruissellement ; 2. Débit de base ; Débit annuel ; 4. Débit moyen.
1. Runoff; 2. Basic flow; Annual flow; 4. Average flow.

20Les débits de base représentant les vidanges des nappes sont représentés sur la figure 3 pour les 46 années d’observation. Ce type d’écoulement varie proportionnellement avec les débits moyens annuels. Le débit de base maximal de toute la série de 1,15 m3/s a été estimé durant l’année hydrologique 1974-1975.

4.2. Apports liquides

21Les apports liquides représentent les volumes d’eau écoulés dans le bassin versant et récupéré à son exutoire « barrage de Beni-Bahdel », ces volumes varient d’une année sur l’autre et d’une saison l’autre dépendamment du régime pluvial et l’état du sol. La figure 4 englobe les différents apports d’eau annuels, saisonniers et de nappes écoulées au niveau du bassin versant de 1972 à 2018.

4.2.1. Apports liquides annuels

22La distribution des volumes liquides annuels (30 Mmen moyenne) montre un dépassement (supérieur à 70 Hm3) de la moyenne interannuelle au début des années 1970 (1972 à 1975) puis en 2008/2009 et 2012/2013. Contrairement aux années 1980 où a été remarqué une baisse des contributions hydriques suite à la sécheresse qui a frappé la région (Bouanani, 2004).

4.2.2. Apports liquides saisonniers et de nappe

23Les apports de surface et de nappes, se manifestent en grande partie en hiver et au printemps tout en contribuant respectivement de 7 et de 8,4 Mm3 soit 23 % et 24,7 % du volume écoulé annuellement représentées dans le (tab. 3, fig. 5). En cette période de l’année les précipitations atteignent leur maximum et les sols atteignent leur seuil de saturation. La saison printanière de 1973-1974 a marqué une contribution de flux liquides dépassant les 46 Mm3, et l’hiver 2008-2009 a présenté 43 Mm3. Ce sont des valeurs suivies à des précipitations très importantes enregistrées. Les taux moyens de contributions liquides annuelles sont composés des contributions saisonnières mais la majeure partie est celle des contributions souterraines comportant une moyenne interannuelle de 11,4 Mm3, soit 30,3 % de l’écoulement annuel (fig. 5).

Fig. 4 - Variation des apports liquides moyens annuels, saisonniers et souterrains à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 4 - Variation in mean annual, seasonal and subsurface liquid inputs at Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 4 - Variation des apports liquides moyens annuels, saisonniers et souterrains à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 4 - Variation in mean annual, seasonal and subsurface liquid inputs at Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Volume automnal ; 2. Volume hivernal ; 3. Volume printanier ; 4. Volume estivale ; 5. Volume de nappe ; 6. Volume moyen interannuel ; 7. Volume interannuel.
1. Autumn volume; 2. Winter volume; 3. Spring volume; 4. Summer volume; 5. Groundwater volume; 6. Annual average volume; 7. Annual volume.

24L’été et l’automne ne représentent moyennement que 1,6 % et 12,9 % de l’écoulement annuel, mises à part les valeurs extrêmes observées en 1995-1996 pour l’été et 2007-2008 pour l’automne.

Fig. 5 - Pourcentage des contributions liquides saisonnières à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 5 - Percentage of seasonal liquid contributions in Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 5 - Pourcentage des contributions liquides saisonnières à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 5 - Percentage of seasonal liquid contributions in Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A) ; 5. Nappe d'eau.
1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A); 5. Groundwater.

Tab. 3 - Statistiques des contributions liquidesannuelles saisonnières et de nappe de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Tab. 3 - Statistics of annual, seasonal and groundwater liquid contributions from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Tab. 3 - Statistiques des contributions liquidesannuelles saisonnières et de nappe de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 3 - Statistics of annual, seasonal and groundwater liquid contributions from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

4.3. Apports solides

25La répartition des apports solides saisonniers et annuels est récapitulée dans la figure 6, qui représente des flux massiques transportés en suspension dans les deux cours d’eau principaux du bassin versant Sebdou et El-Khemis.

4.3.1 Apports solides annuels

26La période d’observation allant de 1972 à 2018 a présenté une moyenne interannuelle de 413 x 103 t/an. La répartition des apports solides interannuels varie d’une année à une autre, tout en dépendant du régime pluvial annuel. La hausse du tonnage solide annuel a commencé durant la période de 1988-1989, après une période de sécheresse importante qui s’est répercutée négativement sur la végétation locale ce qui a fait croître l’érosion en nappe au niveau des versants.

27Les flux solides interannuels commencent à se manifester consécutivement au-dessus de la moyenne interannuelle vers la fin des années 1990 avec un maximum estimé en 1995-1996 à 2,306 x 106 tonnes.

Fig. 6 - Variabilité saisonnière des flux solides de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 6 - Seasonal variability of solid flows from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 6 - Variabilité saisonnière des flux solides de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 6 - Seasonal variability of solid flows from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Apport automnal ; 2. Apport hivernal ; 3. Apport printanier ; 4. Apport estival ; 5. Apport interannuel ; 6. Apport moyen interannuel.
1. Autumn contribution; 2. Winter contribution; 3. Spring contribution; 4. Summer contribution; 5. Annual average contribution; 7. Annual contribution.

4.3.2 Apports solides saisonniers

28En ce qui concerne les apports solides pour le pas de temps saisonnier des 46 ans d’observations (tab. 4), l’automne 2000-2001 a présenté une contribution maximale avec un flux sédimentaire de 1 535 x 103 tonnes. L’hiver 2008-2009 a marqué une contribution maximale des contributions solides soit 183 x 103 tonnes et un apport liquide dépassant les 40 millions de m3 suite à une pluviométrie saisonnière de 382 mm.

Tab. 4 - Statistiques des contributions solides annuelles, saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Tab. 4 - Statistics of annual, seasonal solid contributions from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Tab. 4 - Statistiques des contributions solides annuelles, saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 4 - Statistics of annual, seasonal solid contributions from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

29La répartition des apports solides saisonniers de chaque année en pourcentage (fig. 7) montre que les flux solides dominent en automne pour la plupart des années. En cette saison les sols sont dépourvus de végétation après une longue période estivale sèche, ce qui facilite la mobilisation des particules solides par les premiers ruissellements annuels. En début de série de 1972 à 1975 les majeures parties des apports solides se manifestaient au printemps avec une fraction qui dépasse 50 % de l’apport annuel, par la suite durant les années 1991-1992 et 1998-1999 cette fraction dépasse les 90 % ; car ces années les précipitations se concentraient au printemps ce qui a fait augmenter le transport des sédiments préalablement érodés au niveau des versants. L’apport solide printanier maximal de 475.103 tonnes s’est manifesté en 1974-1975, représentant une fraction de 57% du flux massique de cette année. Durant la période d’observation 1972-2018, les transports solides sont minimaux en hiver. Cette diminution d’apport solide explique que la grande part des sédiments est véhiculé la saison antérieure (l’automne) Benkhaled et al. (2003), Achite et Meddi (2005), Kazi-Tani (2017) et d’autre part les sols des versants sont labourés ce qui fait augmenter la rugosité et l’infiltration des eaux de pluies vers les nappes.

Fig. 7 - Pourcentage des flux solides saisonniers de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 7 - Percentage of seasonal solid flows from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 7 - Pourcentage des flux solides saisonniers de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 7 - Percentage of seasonal solid flows from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).
1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).

4.3.3. L’apport solide extrême

30Durant toute la période d’observation, le phénomène exceptionnel qui a généré un transport solide culminant s’est manifesté en juin 1996 suite à une pluie estivale extrême de 96 mm ce qui a provoqué une crue allant du 9 au 16 juin 1996. Le phénomène est présenté sous forme de modèle en puissance C = f (Q) et en courbe des doubles cumuls AL = f (As) apportant un apport solide dépassant 1 800 x 10tonnes et un flux liquide de 4,7 Mm3 (fig. 8).

Fig. 8 - Paramètres de la crue du 09 au 16 juin 1996.
Fig. 8 - Parameters of the flood from 09 to 16 June 1996.

Fig. 8 - Paramètres de la crue du 09 au 16 juin 1996.Fig. 8 - Parameters of the flood from 09 to 16 June 1996.

4.4. Modélisation pluie-apports liquides et pluies-apports solides

4.4.1. Relations saisonnières P-AT

31Afin de mieux interpréter, les relations pluie- apports liquides ont été établies (fig. 9). Le modèle entre les pluies et les volumes liquides du type y = ax pour la saison d’automne donne une corrélation de 0,7 et un coefficient a = 0,0304 qui représente l’apport liquide écoulé (multiplié par 106 m3) pour 1 mm de pluie. Le nuage de points se concentre et se rapproche de la droite entre 0 et 180 mm de pluie, au-delà de cette fourchette on enregistre des précipitations extrêmes qui provoquent plus de 10 x 106 m3 de ruissellement.

Fig. 9 - Relations entre les précipitations et les flux liquides pour le pas de temps saisonnier de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 9 - Relationships between precipitation and liquid flows for the seasonal time step of the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 9 - Relations entre les précipitations et les flux liquides pour le pas de temps saisonnier de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 9 - Relationships between precipitation and liquid flows for the seasonal time step of the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; 3. Printemps (M, A, M) ; 4. Eté (J, J, A).
1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).

32Les volumes moyens saisonniers écoulés en fonction des précipitations moyennes saisonnières sont présentés dans la figure 10 par un cycle d’une forme d’hystérésis de sens antihoraire (Heidel, 1956 ; Klein, 1984 ; Williams, 1989 ; De-Boer et al., 1989 ; Vachtman, 2012 ; Kazi-Tani et al., 2020 ; Hallouz et al., 2020).

Fig. 10- Relations entre les précipitations et les contributions liquides moyennes saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 10 - Relationships between precipitation and seasonal average liquid contributions from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 10- Relations entre les précipitations et les contributions liquides moyennes saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 10 - Relationships between precipitation and seasonal average liquid contributions from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).
1.
Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).

4.4.2. Relations saisonnières P-AS

33Pour les modèles saisonniers P et AS (fig. 11), la dispersion des nuages de points est plus marquée que celle des relations P-AL liquides. Pour les quatre saisons, la majorité des points se situent au-dessous de la droite. L’automne est la saison qui apporte le plus d’apports solides. Pour des pluies entre 0 et 200 mm, on a estimé des flux sédimentaires qui dépassent les 2 x 106 tonnes. C’est un résultat qui ressurgit surtout de l’état du sol qui est en général labouré et découvert. L’hiver est la saison où les pluies arrivent à atteindre les 400 mm mais le taux de l’érosion décroit jusqu’à 10 fois par apport à la saison précédente. Vu la hausse pluviométrique durant cette époque de l’année, la végétation commence à germer et couvre une bonne partie des versants ce qui réduit l’énergie cinétique des pluies qui provoque l’érosion. Le printemps présente un modèle de nuage de points qui indique une proportionnalité entre les pluies et les flux solides. Plus les pluies persistent et plus le tonnage des flux solides se manifeste. La pluie maximale de 400 mm a apporté environ 450 000 tonnes de matière solide. Enfin pour l’été, durant les 46 années la majorité des points se localisent sur l’axe des abscisses représentant un transport solide presque nul, mis à part trois points se localisant au-dessus de la droite exposant un transport solide important qui est à l’origine des pluies importantes de courte durée qui se manifestent rarement, et en revanche elles ont un grand impact sur l’arrachement des particules au niveau des versants.

Fig. 11 - Relations entre les précipitations et les flux solides pour le pas de temps saisonnier de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 11 - Relationships between precipitation and solid fluxes for the seasonal time step of the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 11 - Relations entre les précipitations et les flux solides pour le pas de temps saisonnier de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 11 - Relationships between precipitation and solid fluxes for the seasonal time step of the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).
1.
Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).

34Les tonnages solides moyens saisonniers en fonction des pluies, montrent une boucle hystérésis dans le sens horaire. L’automne présente la valeur maximale des apports solides saisonniers soit 275 x 103 tonnes contre 100 mm de précipitations. Il s’agit ainsi de la saison où les pluies provoquent le plus l’érosion au niveau des versants, ensuite on remarque une diminution des flux solides contre une hausse des précipitations en hiver et au printemps là où les apports solides commencent à croître progressivement jusqu’à l’été.

Fig. 12 - Relations entre les précipitations et les contributions moyennes des TS saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 12 - Relationships between precipitation and average seasonal ST contributions from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 12 - Relations entre les précipitations et les contributions moyennes des TS saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 12 - Relationships between precipitation and average seasonal ST contributions from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).
1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).

35La relation directe entre les apports solides et les apports liquides (fig. 13) montre une hystérésis de forme en huit ouvert. Entre l’automne et l’hiver, les flux solides et liquides varient à l’inverse ce qui indique que la grande fraction de l’arrachement des particules des sols se fait pendant cette période de l’année. Le taux des apports solides reste constant entre l’hiver et le printemps, soit 50 x 103 tonnes, mais les volumes liquides atteignent leur pic au printemps grace à la contribution hypodermique, puis diminuent jusqu’à moins d’un million de m3 en été.

Fig. 13- Relations entre les apports liquides et solides moyens saisonniers de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 13 - Relationships between seasonal average liquid and solid inputs at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 13- Relations entre les apports liquides et solides moyens saisonniers de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 13 - Relationships between seasonal average liquid and solid inputs at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; 3. Printemps (M, A, M) ; 4. Eté (J, J, A).
1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).

4.5. Bilan saisonnier des flux solides et liquides

36Afin de mieux clarifier l’impact de la variation du régime pluvial durant les quatre saisons de l’année, on a établi des bilans hydriques et sédimentaires pour une pluie unitaire (1mm de pluie) de chaque saison dont les résultats sont présentés dans les figures ci-dessous. La contribution des écoulements des surfaces commence en automne avec 0,031 x 106 m3 contre 1 mm de pluie (fig. 14), car le sol en cette saison de l’année est sec. La majorité des eaux précipitées s’évaporent ou s’infiltre dans le sol. La saison d’automne est bien étendue. Elle s’étale du minimum observé en 1995-1996 de 0,0017 Mm3 jusqu’au maximum observé en 1981-1982 de 160 000 Mm3 contre 1 mm de pluie. Les écoulements de surface commencent à augmenter en hiver, moyennement 1 mm de pluie engendre 0,04 x 10m3. Les ruissellements atteignent leur pic au printemps avec 0,063 x 106 m3 contre 1 mm de pluie. Au delà, cet apport moyen diminue en été à 0,025 x 106 m3 suite à la baisse pluviométrique dans cette saison mis à appart les quelques orages violents de courte durée mais de forte intensité.

Fig. 14 - Bilan saisonnier des apports liquides pour 1 mm de pluie à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 14 - Seasonal balance of liquid inputs for 1 mm of rainfall at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 14 - Bilan saisonnier des apports liquides pour 1 mm de pluie à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 14 - Seasonal balance of liquid inputs for 1 mm of rainfall at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Moyenne.
1. Average.

37La contribution sédimentaire en fonction des précipitations unitaires (fig. 15), présente des histogrammes bien étalés aux extrémités (automne et été) contrairement à ceux d’hiver et du printemps, ceci montre que les flux sédimentaires ressurgissent ou bien sont issus ou provoqués par des fortes crues qui se manifestent après des périodes sèches en été et en automne. La charge solide sédimentaire dans le bassin versant du barrage de Beni-Bahdel atteint son maximum lors des crues aux saisons estivales et automnales (Ghenim, 2007) et les concentrations minimales de 2 g/L paraissent en hiver (Megnounif et al., 2013).

Fig. 15- Bilan saisonnier des apports solides pour 1 mm de pluie de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 15 - Seasonal balance of solid inputs for 1 mm of rainfall from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Fig. 15- Bilan saisonnier des apports solides pour 1 mm de pluie de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 15 - Seasonal balance of solid inputs for 1 mm of rainfall from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

1. Moyenne.
1. Average.

38Les saisons hivernales et printanières présentent en moyenne respectivement 190 t/mm de pluie et 220 t/mm de pluie, soit des valeurs qui représentent environ le 1/10 des autres saisons bien qu’elles soient les saisons humides de l’année.

Tab. 5- Statistiques des contributions liquides et solides saisonnières à partir d’un mm de pluie de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).
Tab. 5 - Statistics of seasonal liquid and solid contributions from one mm of rainfall from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

Tab. 5- Statistiques des contributions liquides et solides saisonnières à partir d’un mm de pluie de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 5 - Statistics of seasonal liquid and solid contributions from one mm of rainfall from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).

4.6. Bilan interannuel des apports

39Allant de 1972 à 2018, nous remarquons que les valeurs maximales se trouvent aux extrémités de la figure, plus précisément les débuts des années 1970 et les années hydrologiques 2008-2009, 2012-2013 où l’on enregistre 5 années d’excédent hydrique où les flux ont dépassé la capacité du barrage. L’apport hydrique maximal de plus de 86 Hm3 apparaît en 1973-1974 dans lequel le ruissellement constitue 55 Hm3 et 31 Hm3 de contribution des nappes, d’où la partie majeure provient des eaux de nappe. Les volumes de sédiments apportés par l’Oued Khemis sont estimés à partir des tonnages de sédiments et d’une densité moyenne des sédiments de 2,65. Ces volumes cumulés sur la période d’étude (1972-2018) ne représentent qu’un faible pourcentage (16 %) du volume total du barrage. Toutefois, l’été 1995-1996 a enregistré un flux sédimentaire qui frôle les 2 Hm3.

Fig. 16 - Variation des flux annuels au bassin versant du barrage de Beni-Bahdel (1972-2018).
Fig. 16 - Variation of annual flows at Beni-Bahdel dam watershed (1972-2018).

Fig. 16 - Variation des flux annuels au bassin versant du barrage de Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 16 - Variation of annual flows at Beni-Bahdel dam watershed (1972-2018).

5. Discussion des résultats

40L’étude de la variabilité des précipitations dans le continent africain et en Algérie s’avère indispensable à identifier les réponses hydrologique et hydrogéologique (Gallardo, 1993 ; Michel et al., 2018 ; Benhattab et al., 2014). L’analyse de la série d’observation des précipitations révèle une diminution des précipitations annuelles qui s’est manifestée à partir du début des années 80 jusqu’à 2008 sur le bassin versant de Beni-Bahdel et sur les bassins versants voisins suite à une sécheresse qui a frappé la région (Ghenim et al., 2010 ; Ghenim et al., 2013 ; Gherissi, 2020). Cette diminution a engendré un déficit d’écoulement qui a persévéré de 1996 à 2008. Durant cette période, la contribution des flux liquides n’a jamais atteint la moyenne interannuelle de 30 Mm3. La contribution moyenne interannuelle des flux solides dépasse 400 x 103 t/an (fig. 6). Elle a été dépassée 14 fois au cours de la période1972-2018, dont 8 fois de 2000 à 2014. La contribution saisonnière majeure au flux solide annuel est celle d’automne (fig. 7) ; elle dépasse 50 % de l’apport annuel. Si on compare avec le bassin versant de l’oued Lakhdar, l’automne contribue pour 66 % à l’apport annuel de sédiments (Diaf et Ghenim, 2021). Dans d’autres bassins versants voisins, l’automne et le printemps se partagent l’essentiel du flux solide annuel (Bouanani et al., 2013 ; Bouguerra et al., 2017 ; Kazi-Tani et al., 2017).

41Pour bien déterminer l’impact des précipitations sur les apports liquides de surface et les apports solides, on a utilisé les modèles de nuages de points (Wood, 1977 ; Walling et Webb, 1981 ; Etchanchu et Probst, 1986 ; Crawford, 1991). Ces auteurs utilisent une équation de la forme puissance Y = aXb. Si on considère que l’exposant b est égal à 1, on revient dans cette étude à une équation linéaire de la forme Y = aX (fig. 9, 11), qui relie les apports liquides et les apports solides avec les précipitations de chaque saison, où (a) est un paramètre obtenu par le modèle. Ainsi pour X = 1 mm de pluie, les apports liquides varient entre 0,025 x 106 m3 pour l’été et 0,063 x 106 m3 au printemps (fig. 14). En été, les précipitations diminuent et la température augmente ce qui favorise l’évaporation, contrairement au printemps les régimes pluviaux sont élevés et les sols sont saturés ce qui augmente le taux de ruissellement dans le bassin versant. En automne, chaque mm de pluie tombé engendre un volume d’écoulement de 0,031 x 106 m3, bien que durant cette saison, le sol soit relativement sec ce qui favorise l’infiltration d’une très grande partie des précipitations. En hiver, le volume d’eau écoulé correspondant à 1mm de précipitation remonte à 0,04 x 106 m3, montrant une saturation des sols. Pour chaque millimètre de pluie, l’apport solide varie de 0,19 x 103 tonne en hiver à 2,1 x 103 tonnes en automne (fig. 15), saison durant laquelle les sols sont dépourvus de végétation après une longue période sèche, facilitant ainsi la mobilisation des sédiments. En revanche, en hiver la couverture végétale au niveau des versants commence à s’installer (Roose, 1996 ; Mazour et Roose, 2002) et la majorité des sédiments a été évacuée au cours de la saison antérieure. Au printemps, chaque millimètre de pluie provoque un transport solide de 0,22 x 103 tonnes, soit une légère hausse par apport à la saison hivernale. Enfin, la saison estivale enregistre 1.06 x 103 tonnes pour chaque 1 mm de pluie, ce qui montre que les eaux de précipitations qui tombent rarement cette saison ont une grande influence sur le transport des matières en suspension. La relation entre les apports liquides et solides montre une hystérésis en forme de huit ouvert (fig. 13). L’apport solide maximal de 250 x 103 tonnes est observé en automne pour 3 x 106 m3 d’apport liquide. Cet apport liquide va atteindre son maximum au printemps (8,5 x 106 m3) et en hiver (7 x 106 m3) alors que les apports solides restent faibles. En été, malgré un apport liquide qui atteint son minimum (environ 0,7 x 106 m3), l’apport solide reste relativement élevé (80 x 103 tonnes). Durant cette période estivale, une partie des sédiments accumulés dans le cours d’eau seront exportés dès le début de l’année hydrologique en automne. Afin de mieux interpréter les réactions hydrologiques après les évènements pluvieux. Le bassin versant du barrage de Beni-Bahdel qui draine les eaux d’une surface dépassant les 1 000 km2, doit avoir un certain nombre de stations pluviométriques et hydrométriques réparties au niveau du bassin versant.

Conclusion

42Dans les zones arides et semi-arides les contributions hydriques et solides ont une liaison directe avec les précipitations. La répartition du régime pluvial au cours des saisons de l’année dans le bassin versant du barrage de Beni-Bahdel durant 46 ans d’observations a bien montré son effet sur les écoulements de surface et l’arrachement des sols au niveau des versants. Cette étude a été fondée sur la base de l’impact des précipitations sur les ruissellements de surface et l’érosion des versants sans tenir compte des contributions de nappes. Les premières pluies commencent en automne et augmentent en hiver avec une lame d’eau précipitée optimale de 168 mm, puis elles commencent à régresser jusqu’en été où on remarque le minimum de 16 mm, à l’exception de la saison 1995-1996 où on enregistre un pic de 132 mm durant toute la période d’observation. Par ailleurs les apports liquides moyens annuels varient corrélativement avec les pluies, et le pic moyen est observé au printemps dépassant les 8 x 106 m3. Durant cette saison les sols rouges méditerranéens, alluviaux caractérisant la vallée des oueds en association avec les sols ferralitiques sont gorgés d’eau et une grande partie des précipitations contribue directement aux écoulements de surface, contrairement aux flux solides qui se manifestent aux saisons sèches et moyennement sèches là où généralement le sol est dépourvu de végétation.

43Afin de mieux comprendre ou expliquer le phénomène, on s’est intéressé aux relations pluie-apports liquides, et pluie-apports solides. Les modèles obtenus Y = aX, ont donné des coefficients de corrélation variant entre 0,54 et 0,78 et les paramètres a de chaque modèle présentent les pluies unitaires (1 mm de pluie). Pour les apports liquides 1 mm de pluie fait ruisseler entre 0,025 x 106 m3 en été et 0,063 x 106 m3 au printemps et pour les flux sédimentaires 1 mm de pluie fait véhiculer entre 190 tonnes en hiver et 2 100 tonnes au printemps. Dans les régions arides et semi-arides, la dynamique des cours d’eau varie en très grande partie avec les précipitations. Les écoulements des talwegs et cours d’eau des bassins versants sont fonction des saisons, états des sols et intensités pluviales.

44Le barrage Beni-Bahdel d’une capacité de 63 Hm3, collecte les eaux des deux versants principaux le premier est celui d’El Khemis qui occupe la partie ouest du bassin et le deuxième est celui de Sebdou dont l’affluent principale est oued Tafna. Durant la période d’observation, la capacité du barrage a été dépassée cinq fois et la courbe du cumul de la vase a donné un taux d’envasement de 16 %.

Auteur correspondant : Tél : +213 (0) 43 51 66 35
kazitanih@gmail.com (H. Kazi-Tani)

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Annexe

Abridged English Version

This study focused on the impact of the temporal fluctuation of precipitations during the hydrological years which extend from September to August on the surface liquid and solid flows while contributions of groundwater were neglected. This work was applied to the Beni-Bahdel watershed which is a sub-basin of the Tafna river located in the northwest of Algeria, with an area of 1,062 km2 and an elongated shape. During the observation period from 1972 to 2018, an average annual precipitation of 427 mm was recorded, of which the major fraction was recorded in winter, i.e. about 170 mm. For the liquid flows the average annual flow is 0.97 m3/s and the annual solid contribution is 413.2 x 103 tons/year. In order to better concretize the phenomenon of the temporal variation of precipitation during the study period, we examined the relationship between rainfall and liquid inputs and solid inputs for the seasonal time step, using a scatter plot modeling. The obtained models (rainfall- liquid input) allowed us to deduce that 1 mm of rainfall provides a surface runoff which varies between 0.0292 x 106 m3 in summer and 0.0641 x 106 m3 in spring with correlation coefficients that range from 0.65 to 0.78, that allows to conclude that the surface runoff reaches its peak in spring. Concerning the modeling (Rain-Solid Flow), 1 mm of rain provides from 0.26 x 103 tons of solid input in winter to 3.103 tons in autumn and 9.53 x 103 tons in summer with correlations ranging from 0.54 to 0.72, through these results we conclude that the soils are vulnerable to water erosion during summer and autumn The relationship between solid and liquid inputs gave a hysteresis in the form of eight but open showing that the solid input reaches its peak generally in autumn and the liquid input in turn reaches its maximum in spring.

The balances of the various surface inputs are presented in a table showing for each season its minimum, average and maximum value, as for the liquid inputs the range is well spread out while indicating that the unit rainfall generates from 0.0048 x 106 m3 to 0.2 x 106 m3; and for the solid inputs it transports in autumn from 0.0005 x 103 tons to 14.73 x 103 tons. Finally, the synthesis of the annual analysis of runoff, groundwater contributions and solid volumes (silt) provided to the outlet (Beni-Bahdel dam) from the rains that precipitate irregularly during the hydrological year has shown that the maximum values are found at the beginning of the 1970's and the hydrological years 2008-2009, 2012-2013 from which we recorded five years of water surplus where the flows exceeded the capacity of the dam. The maximum water contribution which represents more than 86 x 106 m3 appears in 1973-1974 in which the runoff constitutes 55 Hm3 of contribution and 31 Hm3 by the aquifer. The sedimentary fluxes constitute a tiny part compared to the liquid fluxes since during the 46 years of observation an accumulation of silt less than 16% in the dam is recorded. However, the summer 1995-1996 recorded a sedimentary flux that approached 2 x 106 tons.

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Table des illustrations

Titre Fig.1- Situation géographique du bassin versant de Beni-Bahdel.Fig. 1 - Geographical location of the Beni-Bahdel watershed.
Légende 1. Réseau hydrographique ; 2. Oued Khemis ; 3. Oued Sebdou ; 4. Plan d'eau ; 5. Urbain ; 6. Parcours steppique ; 7. Agriculture ; 8. BV Khemis ; 9. Sol nu ; 10. Forêt ; 11. Maquis ; 12. Altitude ; 13. BV Sebdou.1. Hydrographic network; 2. Khemis wadi; 3. Sebdou wadi; 4. Body of water; 5. Urban; 6. Steppe route; 7. Agriculture; 8. Khemis watershed; 9. Bare ground; 10. Dense forest; 11. forest; 12. Elevation; 13. Sebdou watershed.
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Fichier image/jpeg, 284k
Titre Tab. 1 – Occupation des sols des bassins de Sebdou et d’el Khemis.Tab. 1 – Soil occupation of watersheds of Sebdou and Beni-Bahdel.
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Titre Fig. 2 - Variation interannuelle et saisonnière des précipitations de la station Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 2 - Interannual and seasonal variation of precipitation at Beni-Bahdel station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A) ; 5. Moyenne.1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A); 5. Average.
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Titre Tab. 2 - Valeurs statistiques des précipitations interannuelles et saisonnières de la station Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 2 - Statistical values of interannual and seasonal precipitation of Beni-Bahdel station (1972-2018).
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Titre Fig. 3 - Variation des débits moyens annuels et des débits de base de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 3 - Variation in mean annual flows and base flows at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Ruissellement ; 2. Débit de base ; Débit annuel ; 4. Débit moyen.1. Runoff; 2. Basic flow; Annual flow; 4. Average flow.
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Titre Fig. 4 - Variation des apports liquides moyens annuels, saisonniers et souterrains à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 4 - Variation in mean annual, seasonal and subsurface liquid inputs at Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Volume automnal ; 2. Volume hivernal ; 3. Volume printanier ; 4. Volume estivale ; 5. Volume de nappe ; 6. Volume moyen interannuel ; 7. Volume interannuel.1. Autumn volume; 2. Winter volume; 3. Spring volume; 4. Summer volume; 5. Groundwater volume; 6. Annual average volume; 7. Annual volume.
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Titre Fig. 5 - Pourcentage des contributions liquides saisonnières à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 5 - Percentage of seasonal liquid contributions in Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A) ; 5. Nappe d'eau.1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A); 5. Groundwater.
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Titre Tab. 3 - Statistiques des contributions liquidesannuelles saisonnières et de nappe de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 3 - Statistics of annual, seasonal and groundwater liquid contributions from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
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Titre Fig. 6 - Variabilité saisonnière des flux solides de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 6 - Seasonal variability of solid flows from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Apport automnal ; 2. Apport hivernal ; 3. Apport printanier ; 4. Apport estival ; 5. Apport interannuel ; 6. Apport moyen interannuel.1. Autumn contribution; 2. Winter contribution; 3. Spring contribution; 4. Summer contribution; 5. Annual average contribution; 7. Annual contribution.
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Titre Tab. 4 - Statistiques des contributions solides annuelles, saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 4 - Statistics of annual, seasonal solid contributions from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
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Titre Fig. 7 - Pourcentage des flux solides saisonniers de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 7 - Percentage of seasonal solid flows from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).
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Titre Fig. 8 - Paramètres de la crue du 09 au 16 juin 1996.Fig. 8 - Parameters of the flood from 09 to 16 June 1996.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-15.jpg
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Titre Fig. 9 - Relations entre les précipitations et les flux liquides pour le pas de temps saisonnier de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 9 - Relationships between precipitation and liquid flows for the seasonal time step of the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; 3. Printemps (M, A, M) ; 4. Eté (J, J, A).1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-16.jpg
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Titre Fig. 10- Relations entre les précipitations et les contributions liquides moyennes saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 10 - Relationships between precipitation and seasonal average liquid contributions from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-17.jpg
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Titre Fig. 11 - Relations entre les précipitations et les flux solides pour le pas de temps saisonnier de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 11 - Relationships between precipitation and solid fluxes for the seasonal time step of the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-18.jpg
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Titre Fig. 12 - Relations entre les précipitations et les contributions moyennes des TS saisonnières de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 12 - Relationships between precipitation and average seasonal ST contributions from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; Printemps (M, A, M) ; Eté (J, J, A).1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-19.jpg
Fichier image/jpeg, 55k
Titre Fig. 13- Relations entre les apports liquides et solides moyens saisonniers de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 13 - Relationships between seasonal average liquid and solid inputs at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Automne (S, O, N) ; 2. Hiver (D, J, F) ; 3. Printemps (M, A, M) ; 4. Eté (J, J, A).1. Autumn (S, O, N); 2. Winter (D, J, F); 3. Spring (M, A, M); 4. Summer (J, J, A).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-20.jpg
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Titre Fig. 14 - Bilan saisonnier des apports liquides pour 1 mm de pluie à la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 14 - Seasonal balance of liquid inputs for 1 mm of rainfall at the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Moyenne.1. Average.
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Titre Fig. 15- Bilan saisonnier des apports solides pour 1 mm de pluie de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 15 - Seasonal balance of solid inputs for 1 mm of rainfall from the Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
Légende 1. Moyenne.1. Average.
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-22.jpg
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Titre Tab. 5- Statistiques des contributions liquides et solides saisonnières à partir d’un mm de pluie de la station hydrométrique Beni-Bahdel (1972-2018).Tab. 5 - Statistics of seasonal liquid and solid contributions from one mm of rainfall from Beni-Bahdel hydrometric station (1972-2018).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-23.jpg
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Titre Fig. 16 - Variation des flux annuels au bassin versant du barrage de Beni-Bahdel (1972-2018).Fig. 16 - Variation of annual flows at Beni-Bahdel dam watershed (1972-2018).
URL http://journals.openedition.org/geomorphologie/docannexe/image/17901/img-24.jpg
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Référence électronique

Hychem Kazi-Tani, Radia Gherissi, Zegnouni Aymen, Abderrazak Bouanani, Kamila Baba-Hamed, Abdelali Terfous et Jean-Luc Probst, « Impact de la variabilité du régime pluvial saisonnier sur les ruissellements et l’érosion des versants (cas du bassin versant du barrage de Beni-Bahdel) »Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], 29-2 | 2023, mis en ligne le 02 février 2024, consulté le 21 février 2024. URL : http://journals.openedition.org/geomorphologie/17901 ; DOI : https://doi.org/10.4000/geomorphologie.17901

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Auteurs

Hychem Kazi-Tani

Laboratoire Promotion des ressources hydriques, minières et pédologiques : législation de l’environnement et choix technologiques. Département d’Hydraulique, Faculté des Sciences et de la Technologie, Centre Universitaire de Maghnia, 13300 Tlemcen, Algérie.

Radia Gherissi

Laboratoire Promotion des ressources hydriques, minières et pédologiques : législation de l’environnement et choix technologiques. Département d’Hydraulique, Faculté des Sciences et de la Technologie, Centre Universitaire de Maghnia, 13300 Tlemcen, Algérie.

Zegnouni Aymen

URMER, Université Abou Bakr Belkaid Tlemcen 13000, Algérie.

Abderrazak Bouanani

Laboratoire n° 25 Promotion des ressources hydriques, minières et pédologiques : législation de l’environnement et choix technolgiques. Département d’Hydraulique, Faculté de Technlogie, Université Abou Bakr Belkaid Tlemcen 13000, Algérie.

Articles du même auteur

Kamila Baba-Hamed

Laboratoire n° 25 Promotion des ressources hydriques, minières et pédologiques : législation de l’environnement et choix technolgiques. Département d’Hydraulique, Faculté de Technlogie, Université Abou Bakr Belkaid Tlemcen 13000, Algérie.

Abdelali Terfous

Laboratoire ICUBE, INSA (Institut National des Sciences Appliquées), Strasbourg, France.

Jean-Luc Probst

Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement, Université de Toulouse, CNRS, INPT, UPS, Toulouse, France.

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