Caractéristiques du Réseau Hydrographique

Caractéristiques du Réseau Hydrographique

LA COMPOSITION CHIMIQUE D’UNE EAU

Evolution de la qualité des eaux de surface

La chimie des eaux de surfaces est influencée par plusieurs facteurs. En raison de l’utilisation multiple de ces eaux, cette étude a été menée afin de contrôler l’état actuel de la chimie des eaux du barrage Foum El Guiess et son évolution dans le temps à l’aide des résultats des analyses effectuées entre 1984 et 2004. Ces données nous ont été confiées par la direction du Barrage. Ces analyses comportent des paramètres physiques (potentiel hydrogène (pH), conductivité électrique de l’eau (CE), la température de l’eau de la retenue du barrage (Teau) et l’oxygène dissous (OD) et des paramètres chimiques : calcium (Ca++), magnésium (Mg++), sodium (Na+), potassium (K+), chlorures (Cl-), sulfates (SO4–), bicarbonates (HCO3-), nitrates (NO3-), nitrites (NO2-). Ces données constituent une série chronologique de 177 analyses et de 13 variables. Afin de bien illustrer et comprendre ces variations, deux formes de représentations des données seront réalisées dans ce qui suit : – Des statistiques présentant les valeurs maximales, moyennes, minimales et les écarts types ; – Des graphiques présentant la variation temporelle de ces concentrations.

Statistiques descriptives des paramètres physico-chimiques

Les paramètres statistiques utilisées sont, le minimum (Min), le maximum (Max), la moyenne arithmétique (Moy), la médiane (Med), l’écart type (δ ) et le coefficient de variation (Cv) calculé à l’aide du rapport suivant : δ /Moy. . On s’aperçoit que la moyenne est très proche de la médiane ce qui implique une distribution symétrique des échantillons. Le coefficient de variation indique trois types de variations : – Faible (3%) pour le pH ; – Moyenne (15 à 30 %) pour l’OD, CE et HCO3- ; – Fort (>30%) pour le reste des éléments à l’exception de NO2- dont les teneurs présentent une variation de 129%.

Faciès chimiques

La présentation des analyses chimiques des différentes compagnes sur le diagramme de Piper (Figures IV.1 à IV.3) permet d’avoir une approche globale de la composition chimique des eaux du barrage de Foum El Guiess. Ces diagrammes montrent que ces eaux sont chlorurées sulfatées calciques. Ce faciès est en liaison surtout avec la géologie, étant donné que le bassin versant est presque inhabité. Le climat, semi-aride peut également influencer la composition chimique par effet de concentration lors de l’évaporation.

Analyse en composantes principales

Une analyse en composantes principales (ACP) a été appliquée au traitement des données chimiques du barrage Foum El Guiess. Bien que l’ACP est une méthode exploratoire et descriptive (Dagnélie, 2006) le but de ce traitement est de déterminer les principaux facteurs qui contrôlent le chimisme de ces eaux. Cette méthode statistique a été largement appliquées pour enquêter sur des phénomènes de l’environnement et les processus hydrogéochimiques à travers le Monde, (Anazawa et al., 2003 et Güler et Thyne, 2004) et en Algérie (Belkhiri et al., 2011, Tiri et al., 2011, Boudoukha et Athamna, 2011, Boudoukha et Boulaarak, 2013 et Mekaouci, 2013). Ce travail porte donc sur la force de cette technique pour caractériser les variations hydrochimiques des eaux du barrage Foum El Guiess. Ces analyses ont été effectuées à l’aide du logiciel STATISTICA 1998, version Free.

Principe

Dans un tableau comportant (P) variables quantitatives, les individus peuvent être représentés dans un espace à P dimensions. Pour des raisons de visualisation, les espaces retenus sont à deux dimensions (plans). Les issus d’une A.C.P, ne sont pas réalisés avec les variables initiales mais avec des « indices synthétiques » obtenus par combinaisons linéaires de ces variables initiales. Parmi tous les indices possibles, l’A.C.P recherche d’abord celui qui permet de voir au mieux les individus c’est-à-dire pour lequel la variance des individus est maximale. Cet indice est appelé première composante principale, ou encore premier axe principal. Une certaine proportion de la variation totale des individus est expliquée par cette composante principale. Ensuite une deuxième composante est recherchée, cette deuxième composante principale fournit la plus grande information possible complémentaire de la première. Le processus se déroule jusqu’à l’obtention de la dernière composante principale. Si la variable ou un individu joue un rôle particulier, on l’introduit dans l’A.C.P « variable à expliquer » ou « variable supplémentaire » (ne participe pas à la construction des axes).

Résultats et interprétations Le critère de Kaiser

(Kaiser, 1960) a été appliqué afin de déterminer le nombre total de facteurs significatifs. Selon ce critère, seuls les facteurs ayant une valeur propre supérieure ou égale à 1 seront acceptés comme sources possibles de variance dans les données. Cinq composantes principales (CP) ont été retenues et les résultats montrent que trois CP représentent 45% de la variance totale, ce qui est faible et peut être utilisée pour identifier les principales variations dans l’hydrochimie.A 1% d’erreur le coefficient de corrélation critique de Pearson est de 0.2. Annexe. Sur cette base, CP1 qui représente 25 % de la variance, est déterminé positivement par (CE, RS, Ca2+, Mg2+, Na+, Cl-, SO42- et HCO3-). C’est le facteur de la contamination par les éléments carbonatés et salifères. Le CP2, qui représente près de 11 % de la variance totale est déterminé par une opposition entre NO2- et Teau d’un côté et NO3- et OD d’un autre côté. Ce dernier facteur est donc celui de la pollution agricole. La zone est fortement boisée ce qui permet la décomposition de la matière organique et l’apparition des nitrates. Les CP3 et 4 explique 15 % de la variance totale et ils sont déterminés par le reste des variables (pH, K+). Les quatre facteurs montrent que les eaux du barrage, suivent deux processus dans la dissolution des minéraux (évaporites et carbonates) suivi par une pollution par l’activité agricole. Donc CP1, CP2, CP3 et CP4 sont supposés être représentatifs du processus d’acquisition du chimisme de l’eau lié à l’interaction eau-roche et à la pollution par l’activité agricole

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Table des matières

Introduction générale
CHAPITRE I : GENERALITE ET SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I.1 Généralité et synthèse bibliographique sur les travaux réalisés dans la région
I.2 le cycle de l’eau
I.3 Norme qualité de l’eau
I.3.1 Norme – définition
I.3.2 Critère général de définition
I.3.2.1 Critères de potabilité d’une eau destinée à la consommation
I.3.3 Norme de L’OMS
I.3.3.1 législations algériennes
I.3.3.2 Eau de boisson
I.3.4 Norme des rejets liquides
I.3.4.1 Les différentes formes de pollution
I.4 Généralités sur les principaux polluants
I.4.1 Les polluants physiques
I.4.1.1 la chaleur
I.4.1.2 la radioactivité
I.4.2 Les polluants chimiques
I.4.2.1 Les micropolluants
I.4.2.2 Les métaux lourds
I.4.2.3 Les pesticides
I.4.3 Les polluants bactériologiques
Conclusion
CHAPITRE II : CONDITIONS NATURELLES DU BASSIN VERSANT DE FOUM EL GUIESS
II.1 Situation géographique
II.2 Cadre géologique régional
II.2.1 Structure géologique
II.3 la stratigraphie
II.3.1.1 Quaternaire
II.3.1.2 Glacis polygéniques nappant les reliefs
II.3.2 Miocène
II.3.2.1 Turonien
II.3.2.2 Langhien-Serravalien
II.3.3 Crétacé
II.3.3.1 Campanien
II.3.3.2 Santonien
II.3.3.3 Coniacien
II.3.3.4 Turonien moyen et supérieur
II.3.3.5 Turonien basal
II.3.3.6 Cénomanien supérieur
II.3.3.7 Cénomanien moyen
II.4. Etude stratigraphique et tectonique du foum el Guiess
II.4.1 La Paléogéographie et tectonique
II.4.2 Les structures
II.4.2.1 Les grands plis de l’Ouest
II.4.2.2 Les diapirs de l’Est et du Nord-Est
II.5. La Perméabilité
II.5.1 Classe des formations à perméabilité élevée
II.5.2 Classe des formations à perméabilité moyen
II.5.3 Classe des formations à perméabilité faible à moyenne
II.6. Caractéristiques géomorphologiques du bassin versant de foum el Guiess
II.6.1 L’Indice de Compacité (kc)
II.6.2 Le Rectangle Equivalent
II.6.3 La courbe hypsométrique
II.6.4 Indice de pente globale (Ig)
II.6.4.1 Les grands plis de l’Ouest
II.6.4.2 Indice de pente moyenne (I M)
II.6.4.3 Dénivelée spécifique (Ds)
II.7. Caractéristiques du Réseau Hydrographique
II.7.1 Densité de drainage
II.7.2 Coefficient de torrentialité
II.7.3 Le temps de concentration (TC)
Conclusion
CHAPITRE III : HYDROCLIMATOLOGIE
Introduction
III.1 Choix et Localisation des Stations de Prélèvement
III.2 Répartition interannuelle des précipitations
III.2.1 Station Ain Mimoune
III.2.2 Station Tizi ALA
III.3 Les précipitations mensuelles et saisonnières
III.3.1 Caractéristiques statistiques des précipitations mensuelles
III.3.2 Précipitations saisonnières
III.4 Régime climatique
III.4.1 Répartition mensuelle des températures
III.4.2 Le régime climatique du bassin versant
III.4.2.1 Indice d’aridité
III.4.2.2 Diagramme Ombrothermique de Gaussen
III.4.3 L’évaporation
III.4.3.1 Evapotranspiration potentielle (ETP)
III.4.3.2 Evapotranspiration réelle (ETR)
III.4.3.2 Méthode de Turc
III.4.3.2 Méthode de M. COUTAGNE
III.5 Bilan hydrique Selon la méthode de C.W. Thornthwaite
III.6 Etablissement du bilan hydrologique
II.6.1 Détermination du ruissellement
III.6.2 Estimation de la lame d’eau infiltrée
III.7 Hydrologie
III.7.1 Evaluation de l’écoulement à l’aide de formules empiriques
III.7.1 Formule de SAMIE
III.7.1 Formule dite ALGERIENNE
III.7.1 Formule de MALLET- GAUTTHIER
III.7.2 Apport annuel mesuré
Conclusion
CHAPITRE IV : HYDROCHIMIE
IV.1 Evolution de la qualité des eaux de surface
IV.2 Statistiques descriptives de la qualité des eaux de surface du Barrage Foum el Gueiss
IV.3 Faciès chimiques
IV.4 Analyse en composantes principales
IV.4.1 Principe
IV.4.2 Résultats et interprétations
IV.5 Evolution des paramètres physiques
IV.5.1 Paramètres physiques
IV.5.1.1 Température de l’eau
IV.5.1.2 Le potentiel d’hydrogène (pH)
IV.5.1.3 La conductivité électrique (CE)
IV.5.1.4 L’oxygène dissous (OD)
IV.5.2 Eléments majeurs
IV.5.2.1 Le Calcium
IV.5.2.2 Le Magnésium
IV.5.2.3 Le Sodium
IV.5.2.4 Le Potassium (K)
IV.5.2.5 Les Chlorures
IV.5.2.6 Les sulfates
IV.5.2.7 Les bicarbonates
IV.5.3 L’azote
IV.5.3.1 Les nitrates
IV.5.3.2 Les nitrites
IV.5.4 Evolution des éléments chimiques en fonction du volume
IV.6 Qualité des eaux
IV.6.1 Pour l’AEP
IV.6.2 Pour l’irrigation
Conclusion

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