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ETUDE DU RELIEF
GEOLOGIE ET INTERACTION HYDROLOGIQUE
La lithologie joue un rôle important sur le ruissellement, l‟infiltration, l‟érosion et le transport solide. Les matériaux géologiques se distinguent en formations meubles (sables, argiles, marnes) ou en formations consolidées (grés, calcaires, dolomies,…). La nature des affleurements a une influence sur l‟hydrologie de surface et le type du dépôt alluvionnaire.
Dans ce chapitre, nous allons présenté brièvement quelques caractères généraux sur la géologie de la Tafna et passer ensuite à une description des formations rencontrées au niveau des quatre sous-bassins qui font l‟objet de cette étude en essayant de mettre en relief leur impact sur l‟hydrologie.
Cadre générale
La structure actuelle de l’Algérie du Nord est liée aux mouvements hercyniens et alpins qui ont permis l’individualisation de plusieurs domaines (fig. 9). En Oranie, du Nord au Sud
– le domaine tellien représenté dans la zone d’étude par les monts des Traras et des Sebâa Chioukh,
– le domaine tlemcenien dominé essentiellement par les monts de Tlemcen,
– les hautes plaines oranaises,
– le domaine atlasique,
– et le domaine saharien.
Le bassin de la Tafna comprend de grandes plaines, dont les deux principales sont celle de
Maghnia à l’Ouest et celle des Ghossels à l’Est entourées de massifs élevés
– le massif des Traras comprenant la chaîne des Fillaoucène qui s’étend vers l’Ouest par le massif des Béni-Snassen.
– les monts de Tlemcen dessinant la bordure sud du bassin et s’interposent entre deux domaines bien définis
• le domaine des nappes du Tell au Nord,
• le domaine stable des hautes plaines oranaises au Sud.
La terminaison occidentale des monts de Tlemcen qui s’élève graduellement du Nord vers le Sud est occupée par un massif montagneux représenté par les monts de Rhar-Roubane.
La région de la Tafna a fait l‟objet de plusieurs études dont vous trouvez un historique en annexe.
Figure 10 Schéma structurale de la chaîne alpine de la Méditerranée occidentale (Benest, 1985)
La série lithostratigraphique
Le grand bassin de la Tafna est caractérisé par une géologie très complexe et qualifiée de grande tectonique. L’évolution des terrains rencontrés va du Primaire au Plio-Quaternaire (fig.10 voir rapport-gratuit.com).
Primaire
Il affleure dans le bassins de l‟oued Mouilah (Fig.11 ) au niveau des Monts de Ghar roubane à l‟ouest et les Fillaoucen à l‟Est. Il est représenté par
formations schisto-quartziques
D’âge silurien à dévonien, il s’agit de formations fortement plissées recouvrant une grande surface. A Rhar-Roubane et djebel Fillaoucène, les schistes sont alternés avec les quartzites très compacts en bans décimétriques.
granite
Le massif granitique est situé immédiatement au NE de la ville de Nedroma. Il est de forme elliptique et de couleur blanchâtre à rosâtre.
Auréole de métamorphisme
l’intrusion granitique développe une auréole de métamorphisme dans la formation schisto-quartzique. On y trouve des cornéennes, des schistes à andalousites et des schistes tachetés.
Secondaire
Il occupe une grande partie de nos bassins versants étudiés et forme l‟essentiel des monts de tlemcen. La série lithostratigraphique schématisé par le log de la figure 23 est représentée par
Trias
Localisé essentiellement au Nord d’Aïn Tellout et au niveau de Béni-Bahdel et à l‟Est dans le bassin d‟oued Mouilah (fig.11). Il est constitué par des argiles plus ou moins dolomitiques et gypseuses et des marnes bariolées fortement teintées. Il est souvent traversé par des pointements d’ophite d’âge plus récent (Jurassique ou Crétacé) s’accompagnant, d’un léger étamorphisme. On y distingue
Le Jurassique
Les argiles de Saïda
Elles correspondent à des dépôts argileux et marneux, parfois schisteux à passées gréseuses. La formation peut atteindre 300 m jusqu’à 500 m est attribuée au Callovo-Oxfordien , elle offre parfois une transition assez progressive aux grès de Boumediene.
Les grès de Boumediene
D’âge Oxfordien supérieur-Kimméridgien inférieur, il s’agit d’un ensemble à dominance gréseuse, avec des passées argileuses masquées le plus souvent, par des éboulis ou la végétation. Ces grès à ciment calcaire, se présentent en bancs assez durs, dont les épaisseurs sont variables pouvant atteindre 500 m.
Les grès de Boumediene sont particulièrement développés dans les forêts de Zarifet et d’Hafir au SW de Terny et au niveau des cascades d’El Ourit au Sud du bassin d‟oued Sikkak (Fig.12).
Les calcaires de Zarifet
Il s‟agit de bancs calcaires séparés par de minces intercalations de calcaires marneux écailleux, parfois quelque peu fossilifères, marquant presque partout la base très nette du Kimméridgien et reposent directement en concordance sur les grès de Boumediene formant les falaises des environs de Tlemcen. L’épaisseur de cette formation peut atteindre 25 m au col de Zarifet.
Dolomies de Tlemcen
D’âgeKimméridgien moyen-Kimméridgien supérieur , il s’agit de dolomies cristallines grises, avec de nombreuses cavités remplies de calcite. Elles affleurent autours de Aïn Fezza, dans la forêt de Zarifet, au Nord de Tlemcen, dans les djebels Teffatisset, Aïn El Hout et sur le plateau de Terny; Elles peuvent être surmontées par les calcaires de Stah épargnés par la dolomitisation. Cette formation peut atteindre 200 m aux environs de Tlemcen à El Ourit et on la rencotre dans tous les sous-bassins étudiés.
Marno-calcaires de Raouraï
Ce sont des marnes grises, blanchâtres en surface, intercalées de nombreux lits et bancs de calcaires marneux durs; cette formation est limitée à sa base par les lits calcaires de Stah et au sommet par les calcaires de Lato ,ou les premières assises des dolomies de Terny. Elle affleure particulièrement sur le plateau de Terny, dans le djebel Lato et à l’Est de Aïn Fezza.
Calaires de Lato
Ce sont des calcaires massifs en bancs épais, leur épaisseur est d’environ 50 m au djebel Lato.
Dolomies de Terny
Elles correspondent à des dolomies parfois vacuolaires avec de nombreuses stratifications obliques et un aspect très massif, qui permet de bien les distinguer des dolomies de Tlemcen. Elles sont développées au niveau du plateau des Azaïls, de Terny et près du barrage Meffrouch , leur épaisseur est de l’ordre de 100 m dans le plateau de Terny. Elles sont bien représentées au niveau des bassins de l‟oued Sebdou, Isser et Sikkak (fig.12 et 13)
Ces trois formations précedentes sont attribuées au Tithonique inférieur.
Marno-calcaires de Hariga
D’âge Tithonique moyen, il s’agit d’une alternance de marnes et de Calcaires,. Elles sont bien exposées au djebel Hariga avec une épaisseur de 165 m dansle bassin du Sebdou, ainsi qu’au Bled El Gliia dans le bassin de L‟Isser qui vont jusqu’à 270 m.
Marno-calcaires d’Ouled Mimoun
« Tithonique supérieur « , cette formation renferme les couches de passage du Jurassique au Crétacé, elle est limitée à sa base par les « grès de Merchich », dans le secteur de Merchich, sur le rebord sud du plateau de Terny. Elle affleure nettement dans le secteur d’Ouled Mimoun, ainsi qu’au niveau de la bordure nord du fossé de Sebdou.
Crétacé
Représenté par la série du Crétacé inférieur, on y distingue du bas vers le haut
Les argiles de Lamoricière (Berriasien-Valanginien)
C’est une formation argilo-gréseuse, nettement calcaire au sommet. Elle affleure au niveau de Hassi Zerga dans le bassin de Sebdou.
grès de Berthelot (Hauterivien)
Caractérisés par une récurrence de la smectite et surtout par l’application de la chlorite (10 à 15 m). La base est riche en stratifications obliques, marquée par des bancs de dolomies pulvérulentes.
Tertiaire
Eocène
La formation affleure sur une très faible surface au niveau d’Aïn Berkouk, c’est un ensemble gréseux avec passage de bancs de poudingues. Dans la basse vallée de l’oued Isser, prés de la confluence avec l’oued Tafna, le massif de Sebâa Chioukh est constitué de grés siliceux, jaunes à rougeâtres, assez friables à ciment argileux alternant avec des marnes argileuses verdâtres. Ces alternances forment une série de 100 à 150 m d’épaisseur, elles ont été attribuées à l’Eocène supérieur.
L’Eocène est surmonté par des poudingues, des grès plus ou moins grossiers et des marnes rouges ou verdâtres très ferrugineux à la base c’est le terrain rouge de la basse Tafna, attribué à l’Oligocène par L.Gentil, 1902 pouvant correspondre à une émersion momentanée du bassin.
Miocène
Miocène inférieur
« Burdigalien », débute par un niveau de poudingues très durs, à blocs bien roulés hétérométriques et polygéniques, formés d’éléments calcaires dolomitiques à ciment calcaréo-gréseux, très résistants pouvant atteindre 20 m de puissance.
La partie supérieure est constituée par des argiles marneuses de teinte verdâtre, au sein desquelles s’intercalent des bancs décimétriques de grès ferrugineux friables formant un ensemble d’une épaisseur pouvant dépasser 100 m.
Le Miocène inférieur affleure surtout de part et d’autre de la Tafna, essentiellement, entre la vallée de l’oued Zitoun et le djebel Fillaoucène.
Miocène moyen
« Serravallien », repose souvent en discordance sur le miocène inférieur, déformé et partiellement érodé. Il est constitué essentiellement par une épaisse série d’argiles marneuses grises ou bleutées, qui par altération deviennent ocre. Au sein de cette série, pouvant atteindre 300 m d’épaisseur dans la vallée de l’oued Isser (fig.14a et b), s’intercalent de nombreux bancs décimétriques de grès jaunes, plus fréquents au sommet de la série. La base du Serravallien, en particulier dans le bassin de la Tafna, est marquée par un niveau discontinu de poudingues relativement peu consolidés à ciment argilo-gréseux, bien représenté à 4 Km à l’Est de Hammam Boughrara.
Miocène supérieur
« Tortonien », formé par des dépôts de grès (Fig.15) durs, jaunes d’or ou citron, peu consolidés atteignant 20 à 30 m d’épaisseur. Ces grès s’appuient sur les marnes sérravalliennes comme entre Tlemcen et Remchi dans le basin du Sikak, ou, directement sur le Jurassique comme c’est le cas au Nord et au Sud de la plaine de Mania dans le bassins du mouilah.
Plio-Quaternaire
Représenté par des sédiments continentaux d’âges comparables, bien que de natures variables. Il s’agit d’une série complexe de dépôts discontinus formés d’éléments hétérométriques et hétérogènes. On y rencontre les faciès suivants
– Les travertins villafranchiens situés en bordure des monts de Tlemcen (Figure 15), qui sont représentés par des travertins fortement consolidés et des calcaires lacustres.
– Le complexe de sédiments plio-villafrachiens la bordure des massifs secondaires est soulignée par des éboulis de piémont plus ou moins encroûtés et remaniés, d’épaisseur très variable mais toujours assez faible.
– Des marnes avec peu ou pas de galets, plus ou moins tufeuses, parfois très épaisses surtout au niveau du bassin de l’oued Mouilah.
– Des anciennes alluvions allant des marnes alluvionnaires verdâtres aux galets en passant par les limons et les graviers.
– Les limons, sables et graviers récents qui s’étendent entre oued Mehaguène et Chaâbet El Arneb au Nord Est de la frontière algéro-marocaine. Les limons sont jaunes en général avec des couches rougeâtres et à leur base se trouvent les galets en lits.
– Quelques lambeaux de basaltes interstratifiés, témoins d’une activité volcanique. Ils sont situés au Nord-ouest de la plaine de Mania dans le bassin du Mouilah.
La répartition des différentes formations par groupes lithologique en % des bassins étudiés est donnée dans le tableau 24.
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Table des matières
PREMIERE PARTIE CARACTERISTIQUES PHYSIQUES, GEOLOGIE ET FACTEURS CLIMATIQUES DU BASSINS VERSANT DE LA TAFNA
CHAPITRE I CARACTERISTIQUES PHYSIQUES
I.1- SITUATION GEOGRAPHIQUE
I.2 CARACTERISTIQUES DE FORME
I.3 ETUDE DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE
I.3.1 DENSITE DE DRAINAGE
I.3.2 RAPPORT DE CONFLUENCE
I.3.3 RAPPORT DES LONGUEURS
I.4 ETUDE DU RELIEF
I.4.1 ETUDE DU RELIEF
I.4.2 ALTITUDES CARACTERISTIQUES DES SOUS BASSINS
I.4.3 INDICES DE PENTE ET RELIEF
I.5 SOLS ET VEGETATION
I.5.1 LE BASSIN DE L‟OUED SEBDOU
I.5.2 LE BASSIN DE L‟OUED MOUILAH
1.5.3- LE BASSIN DE L‟OUED ISSER
I.5.4 LE BASSIN DE L‟OUED SIKKAK
I.6- ANALYSE STATISTIQUE DES DONNEES PHYSIOGRAPHIQUES
CHAPITRE II GEOLOGIE ET INTERACTION HYDROLOGIQUE
II.2 LA SERIE LITHOSTRATIGRAPHIQUE
II.2.1 PRIMAIRE
II.2.2- SECONDAIRE
II.2. 3 TERTIAIRE
II.2.4 PLIO-QUATERNAIRE
II.3 IMPACT DE LA GEOLOGIE SUR L’HYDROLOGIE
CHAPITRE III PLUVIOMETRIE DE LA TAFNA
III .1 INTRODUCTION
III.1.1 APERÇU SUR LE CLIMAT DE L’AFRIQUE DU NORD
III .1.2 APERÇU SUR LE CLIMAT DE L‟ALGERIE
III .2 ETUDE DES PRECIPITATIONS
III.2.1 VARIATIONS SPATIO-TEMPORELLES DES PRECIPITATIONS ANNUELLES
II.1.4- AJUSTEMENT DES PRECIPITATIONS ANNUELLES A UNE LOI DE PROBABILITE
III.2.2 PRECIPITATIONS MENSUELLES ET LES REGIMES SAISONNIERS
III.2.3 PRECIPITATIONS EXTREMES.
III.3 ETUDE DU REGIME THERMIQUE
IV- EVAPOTRANSPIRATION ET BILAN HYDROLOGIQUE
DEUXIEME PARTIE HYDROLOGIE ET TRANSPORT SOLIDE EN SUSPENSION DES SOUS BASSINS VERSANTS REPRESENTATIFS DE LA TAFNA SEBDOU – MOUILAH- ISSER- SIKKAK
CHAPITRE IV- HYDROLOGIE
IV .1 INTRODUCTION
IV.2 DEBITS MOYENS ANNUELS
IV.2.1- VARIATIONS DES DEBITS ANNUELS MOYENS BRUTS (M3/S)
IV.2.2 VARIATIONS DES DEBITS ANNUELS MOYENS SPECIFIQUES (L/S/KM2)
IV.2.3- L’IRREGULARITE INTER ANNUELLE DES MODULES ET LEUR REPARTITION STATISTIQUE
IV.2.4- ETUDE STATISTIQUE DES MODULES
IV.2.5- BILAN MOYEN ANNUEL DE L’ECOULEMENT
IV.2.6- RESSOURCES ANNUELLES EN EAU DE SURFACE DISPONIBLES
L’APPORT ANNUEL MOYEN DES BASSINS VERSANTS, SELON LA SERIE ETUDIEE ES DONNE AU TABLEAU 40.
IV.3 DEBITS MOYENS MENSUELS ET SAISONNIERS
IV.3.1- COEFFICIENT MENSUEL DE DEBITS
IV.3.2- COEFFICIENT DE VARIATION
IV.3.3- MODIFICATIONS INTER ANNUELLES DU REGIME SAISONNIER
IV.3.4- RESSOURCES MENSUELLES EN EAU DE SURFACE DISPONIBLES
IV.4 DEBITS MOYENS JOURNALIERS
IV.4.1- VARIATIONS JOURNALIERES DES DEBITS
IV.4.2- COURBES DES DEBITS CLASSES
IV.6 ETUDE DES DEBITS EXTRÊMES
IV.6.1 LES CRUES
IV.6.2 LES ETIAGES
IV.7 CONCLUSION
CHAPITRE V – EROSION ET TRANSPORT SOLIDE EN SUSPENSION
V.1- INTRODUCTION
V.2- GENERALITE
V.2.1- LES PRINCIPAUX AGENTS DE L‟EROSION HYDRIQUE
V.2.2- FORMES DE MANIFESTATION DE L‟EROSION HYDRIQUE
V.2.3- QUANTIFICATION DE L‟EROSION HYDRIQUE
V.3- LE TRANSPORT SOLIDE
V.3.1- LE TRANSPORT SOLIDE PAR CHARRIAGE
V.3.2- LE TRANSPORT SOLIDE EN SUSPENSION
V.3.3- QUELQUES DONNEES SUR LE TRANSPORT SOLIDE EN ALGERIE
V.3.4- ETUDE DU TRANSPORT SOLIDE EN SUSPENSION DANS QUELQUES SOUS BASSINS DE LA TAFNA
CONCLUSION
CHAPITRE VI – ANALYSE CORRELATOIRE ET SPECTRALE DES PLUIE ET DES DEBITS
VI.1 INTRODUCTION
VI.1.1- METHODE
VI.1.2 TRAITEMENT DES DONNEES
VI.1.3- DISCUSSION ET CONCLUSION
VII.1 INTRODUCTION
VII.2 EVOLUTION DES DEBITS SOLIDES EN FONCTION DES DEBITS LIQUIDES.
VII.2.1- DONNEES ET METHODOLOGIE
VII.2.2 – ANALYSE DES DEBITS INSTANTANES
VII.2.3 ANALYSE SAISONNIERE
VII.3 – EVOLUTION DE LA CONCENTRATION DES SEDIMENTS EN SUSPENSION ET DES DEBITS LIQUIDES DURANT LES CRUES.
VII.3.1- METHODOLOGIE
VII.3.2- APPLICATION AUX BASSINS DES OUEDS SEBDOU, MOUILAH, ISSER ET SIKKAK.
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
ANNEXE I HISTORIQUE DES ETUDES GEOLOGIQUES SUR LE BASSIN DE LA TAFNA
ANNEXE II AJUSTEMENTS DES PRECIPITATIONS ANNUELLES DES STATIONS DU BASSIN VERSANT DE LA TAFNA A LA LOI NORMALE
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