ETUDE THEORIQUE D’ECOULEMENT D’UN COURS D’EAU

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Alphabétisation

Les deux communes possèdent chacune un CEG et la majorité des Fokontany bénéficie d’une école primaire publique et/ou privée. En plus, dans la commune d’AMBOHIBARY, il y a trois lycées privés et une université privée. Les chiffres donnés par le ZAP (Zone d’ Administration Pédagogique) indiquent que le taux d’alphabétisation des enfants de 6 à 15 ans est actuellement au dessus de 80% grâce aux divers encouragements de l’Etat (apport d e fournitures scolaires).

Santé

Les deux communes bénéficient d’un CSB II chacun à part l’existence des cabinets médicaux privés. Ces CSB II sont en bon état et possèdent des docteurs ; des infirmeries et dentistes.
Les maladies fréquemment recensées et soignées dans ces CSB II sont essentiellement la diarrhée et des autres infections non graves. Comme les deux communes ne sont pas loin de la ville d’Antsirabe (environ 40Km), les gravement malades y sont évacués.
Parallèlement, les guérisseurs traditionnels et les matrones restent encore très actifs dans la région. Une partie de la population a la confiance et l’habitude de les consulter cela rend délicat les activités des CSB I ; les hôpitaux ne sont consultés qu’en dernier recours. Cet attachement aux pratiques traditionnelles constitue une contrainte tenace pour les services sociaux de base.

Potentialité économique de la zone d’influence

Production agricole

La région Vakinakaratra est une région à très haute potentialité agricole surtout dans la production des cultures vivrières (légumineuses, riz). En effet, le climat, la température, l’humidité et le sol à type volcanique et argileux sont favorables à la forte production agricole dans cette zone.

La riziculture irriguée

Types de rizicultures

Seule est pratiquée la culture de « VARY VAKIAMBIATY » qui correspond à la saison des pluies avec les pépinières de Septembre permettant les récoltes de fin Mars à fin Mai.
La zone sud du périmètre dispose de ressources en eau d’irrigation plus importantes et à peu près permanentes permettant un cycle rizicole plus précoce = pépinières du 15 Septembre à fin Octobre et récolte du 15 Mars à fin Avril.
La zone nord a des ressources en eau plus limitée et dépend de la pluie ; la mise en place des rizières est plus tardive avec des pépinières du 1 Novembre et récolte en Avril- mai.

Diagnostic de la riziculture

A la suite des visites sur le terrain, des enquêtes et des discussions avec les paysans et les responsables, le diagnostic sur la riziculture est la suivante :
· Les cultures de riziculture améliorée sont généralement bien connues.
C’est ainsi que le repiquage est pratiqué dans la totalité des rizières et en ligne et que l’âge des plants en repiquage est correct dans plus de 84% des parcelles.
· Les intrants sont encore peu utilisés :
Une parcelle sur trois seulement a bénéficié de fumure minérale, le fumier étant le plus souvent utilisé sur les pépinières. Des semences améliorées ont été achetées pour 9% des parcelles.
· La maîtrise de l’eau est imparfaite : La disponibilité en eau d’irrigation est :
– Satisfaisante pour 37% des parcelles cultivées .
– Insuffisante pour les restes des parcelles.
L’inondation touche plus de 60% du périmètre pendant les périodes des cyclones.

Comportement d’autoconsommation

– La consommation annuelle de riz est très variable suivant les exploitations. Elle augmente progressivement de 100kg par personne dans les exploitations les plus petites pour atteindre 185kg dans les exploitations les plus grandes. On notera que la moyenne de ces deux extrêmes correspond à la nor me nationale de consommation habituellement retenue (146kg/personne/an).
– 60% de production de pomme de terre est autoconsommée pour les petites exploitations. Cette proportion est inferieure à 26% pour les plus grandes exploitations, et elle est inferieure à 50% pour les deux exploitations moyennes. L’autoconsommation apparente est de l’ordre de 140 à 160kg de pomme de terre par personne et par an. De toute évidence, la pomme de terre est largement consommée par la population.
– la proportion d’autoconsommation et auto-approvisionnement du maïs passe progressivement de 94% à 49% de l’exploitation la plus petite à la plus grande.

Les techniques de production

Les techniques culturales

On peut dire que les techniques culturales sont déjà différentes des techniques traditionnelles même si la majorité des travaux agricoles se font manuellement. En effet, les cultures du riz sont tous en lignes, plusieurs cultivateurs utilisent le système SRI (ou Ketsa valo andro) pour cette production, utilisent des engins mécaniques pour labourer et ils utilisent aussi les moissonneuses batteuses. Les fumiers et les engrais biologiques sont habituellement utilisés pour la fertilisation du sol. En plus la présence des ONG (à citer l’ONG TAFA : « TAny sy FAmpandrosoana » et la branche de la FIFAMANOR) qui forment les paysans, favorise le dynamisme de pratique des cultures suivant les techniques modernes. Schématiquement la mission assignée à FIFAMANOR (FIompiana-FAmbolena-MAlagasy-NORveziana) consiste à développer les cultures de blé et de la pomme de terre et à promouvoir l’élevage laitier dans la région du VAKINAKARATRA, en moyens d’actions basés sur la recherche et la vulgarisation.

Les matériels agricoles

La plus pratique reste encore les mains d’œuvres ceci grâce à la surface des parcelles insuffisamment étendue pour l’utilisation des engins lourds ; on y rencontre souvent la bêche, la charrue, la herse, mais pour l es parcelles à grande surface on utilise des tracteurs pour labourer et des « kibôta » pour herser ; presque les cultivateurs utilisent les moissonneuses batteuses.

L’élevage

Même si la région est caractérisée par une saison très froide (Juin à Septembre) dont la température avoisine le 0°C, la population ne cesse pas sa production en matière d’élevage. Actuellement les vaches laitières et les porcins prédominent. Viennent ensuite les volailles et les zébus. L’élevage est indispensable
à la population ; en effet, les bétails fournissent presque la totalité des engrais biologiques qui sont nécessaires pour fertiliser le sol et pour améliorer le rendement agricole. En 2007, après recensement, on a compté 4 500 têtes de vaches laitières, 14 000 zébus et plus de 35 000 porcins dans les deux communes.

Autre activité : le commerce

Les échanges commerciaux interrégionaux apparaissent dynamiques au niveau de deux communes. La commune AMBOHIBARY est bénéficiaire d’un grand marché dont le marché hebdomadaire est chaque Jeudi. La majorité des produits légumineux sont évacués dans les villes avoisinantes et même dans des chefs lieu de province à citer Antsirabe, Fianaratsoa, Tuléar, Ambatolampy, Antananarivo, Toamasina et Mahajanga. La proximité de la route nationale RN7 facilite l’évacuation des produits agricoles. En général, ce sont les agriculteurs eux-mêmes qui assurent la vente de leurs produits. Le cours des produits proposés au marché local apparait relativement normal par rapport à celui des autres villes. Le tableau suivant donne le cours de quelques produits locaux.

Les problèmes et contraintes

Les problèmes de scolarisation

Le manque de personnels enseignants de bon niveau et des matériels pédagogiques (salles de classe, tables-bancs et des diverses fournitures) des Fokontany est le principal souci dans les deux communes. Ainsi, les parents d’élèves ont recouru à des enseignants suppléants enseignants( payés par le FRAM (Association des parents d’élèves)).
D’une part, les élèves souhaitant continuer leurs études au Lycée public doivent se rendre à Antsirabe car les Lycées Privés locaux sont trop onéreux. D’autre part, la majorité des parents n’arrivent pas à assurer les charges scolaires. Ces situations expliquent l’abandon précoce de la scolarisation.

Accès à l’eau potable

Les problèmes d’accès en eau potable sont marqués par l’accroissement des diarrhées traitées aux CSB II surtout pendant la saison des pluies. Les sources ou rivières où on va chercher de l’eau sont facilement polluées. Ce problème est reconnu surtout au niveau des Fokontany.

Sécurité publique

Seul le chef lieu de commune Ambohibary est équipé d’un poste avancé de la gendarmerie. Même la présence des quartiers mobi les (KM) au niveau de chaque Fokontany n’empêche pas les vols des récoltes sur pied et même dans les zones d’habitation.

Contraintes naturelles

Le plus remarquable est l’inondation due aux précipitations apportées par les cyclones ou par les averses prolongées. Elle touche le plus souvent les activités agricoles et les zones habités comme l’indiquent les photos suivantes:

Insuffisance d’entretien du cours d’eau

Suite à un épisode pluvieux, un cours d’eau peut être soumis à des ensablements qui vont modifier son profil dont ce changement de profil va diminuer le débit de ce cours d’eau. Il est alors nécessaire de faire un entretien périodique du drain, si possible avant chaque saison des pluies.

Dégradation du drain

Elle est essentiellement due aux activités des populations riveraines. En effet, les agriculteurs ne cessent pas de rétrécir le cours d’eau car ils continuent d’étendre leurs zones d’activités vers l’axe du fleuve. Il est donc préférable de matérialiser une limite qui détermine la fin des activités riveraines.

Dégradation des bassins versants

La dégradation des bassins versants est classée parmi les plus dangereux pour les facteurs d’inondation. La dénudation du sol due aux déforestations accentue les risques sur l’écoulement superficiel. La masse et la vitesse de l’eau écoulée sur une surface peut effectuer des travaux plus ou moins dangereux:
– érosion.
– transport et accumulation.
Les matériaux de grande dimension seront déposés aupied du versant. Les cours d’eau joue le rôle d’un moyen de transport des débris meubles fournis par l’érosion à faible dimension et ceux fournis par le façonnement du lit du cours d’eau au niveau d’un lit à faible pente ce qui varie le profil du cours d’eau.
L’effet néfaste de la dégradation du sol entre encore en jeu, autre que l’érosion, sur la rugosité ; c’est-à-dire sur la vitesse de ruissellement.
Rappelons que la vitesse de ruissellement dépend de la nature de couverture (types de végétation sur le bassin), de la pente de ligne d’eau et du rayon hydraulique :
Pour MANNING STRICKLER: V= RH2/3 J1/2 (II-1).
n= Coefficient de rugosité de la couverture du bassin versant.
RH=Rayon hydraulique.
J= Pente de la ligne d’eau.
-Plus le sol est dénudé, plus « n » est petit, plus la vitesse est grande (pour un sol nu n varie de 0.016 à 0.020).
-Plus le sol est boisé, plus « n » est grand, plus la vitesse est faible (zone boisée n varie de0.025 à 0.1).
Ce qui traduit donc que le sol dénudé laisse l’eau ruisseler librement sur la surface tandis que la végétation ralentit le ruissellement.

Insuffisance d’entretien de l’émissaire

Le premier ennemi d’un cours d’eau est le phénomène d’ensablement après passage d’une averse. Cet ensablement va modifier le profil du drain et ralentir l’évacuation de l’eau. Il est donc souhaité de pratiquer des travaux périodiques de désensablement et d’installer un système de réservoir (qui peut être des fossés à curer au moins une fois par an) des sables ou des terres érodées à chaque exutoire des versants pour que l’eau ruisselée ne les transporte pas au fond du drain.

Les caractéristiques physiques et géomorphologiques d’un bassin versant

Pour analyser correctement les observations issues de tel ou de tel bassin, il est nécessaire de comparer les résultats d’analyse entre bassins, définies dans les méthodes d’appareillage mathématique et statistique, afin de rechercher les causes des variations des caractéristiques hydrologiques.

Caractéristiques géologiques et hydrogéologiques

Caractéristiques géologiques

La nature géologique du sol influe beaucoup sur le phénomène d’inondation. La géologie du terrain peut conditionner aussi la forme géométrique du versant et du cours d’eau. On rencontre souvent dans la région Vakinakaratra les roches métamorphiques et magmatiques, fortement oxydées sous l’influence de la variation des températures (de l’ordre de 0 à 30°C dans la zone d’étude) et érodées par le vent et de l’eau. Suite à l’érosion, des débris et fragments de sol sont transportés puis déposés par le ruissellement dansles zones à pente faible et forme les roches sédimentaires. Cette formation de roches sédimentaires est rencontrée souvent dans les zones montagneuses à Madagascar. Et ces horizons d’altération sont sensibles à l’érosion et aux éboulements en absence de couvertures végétales.

Caractéristiques hydrogéologiques et pédologiques

Le ruissellement dépend étroitement de la perméabilité du sous-sol et on peut citer deux types d’écoulement :
– Ecoulement superficiel : il y a lieu écoulement superficiel quant le sous-sol est imperméable.
– Ecoulement souterrain : le sol est parfaitement perméable. L’eau rejoint les nappes souterraines, l’écoulement superficiel ne présente qu’une faible part de l’impluvium.
La potentialité au ruissellement dépend de la porosité du sol et de son coefficient de perméabilité capillaire.
Dans le cas des hauts plateaux malgaches, y compris notre zone d’étude, la pluie étant saisonnière, les gros orages et cyclones succèdent généralement d’autres épisodes pluvieux ; de ce fait on peut adopter que les sols sont déjà saturés lorsque ces cataclysmes se produisent, et l’écoulement superficiel est plus remarquable pour cette zone.

Caractéristiques hydrographiques

Pour chaque versant considéré, le cours d’eau ou rivière joue un rôle très important pendant la période de crue. Les réseaux hydrographiques assurant l’évacuation des eaux sont parfois appelés en hydrologie : réseaux de drainage. C’est ainsi qu’ils doivent recevoir les quantités excédentaires d’eau ruisselée.
La capacité d’un réseau de drainage pour qu’il puisse recevoir ces quantités excédentaires dépend de ses caractéristiques géométriques: ses profils (en long et en travers), la géologie du terrain…

Profil d’un cours d’eau

Grâce à la géologie du terrain dans la région Vakinakaratra, le profil d’un cours d’eau varie en fonction du temps sous l’effet de corrosion de l’écoulement (soit latérale soit au fond du lit).

Profil en long

Le profil en long d’un drain est une représentation à l’échelle de ce cours d’eau en portant en abscisse la longueur et en ordonné les côtes du fond. Sur ce profil, on peut représenter aussi la côte d’eau quivarie en fonction du temps.
D’après le levé sur terrain du drain en question, on observe, sur le profil en long, une certaine irrégularité de pente ; cette irrégularitépeut être due à l’érosion ou dépôt d’alluvions sur le lit du fleuve.
La pente moyenne étant donnée par la formule : I ∑ D i (m/m) (II-8) ∑ L i.
Di : Dénivellation pour une longueur Li.
Une pente localement plus faible que la pente moyenne signifie la présence d’un substratum plus résistant. On constate de plus, pour un fond alluvial meuble, que des ondulations (dunes, rides et antidunes) se produisent ; elles se déforment, évoluent et contribuent à accroitre la turbulence. Il y a donc une perte de charge.

Profil en travers

Suivant la phase d’évolution d’un cours d’eau, son profil change. Le profil en travers varie d’un point à un autre et c’est à partir de ce profil en travers qu’on peut déterminer les paramètres caractéristiques du lit elst que :
– Le périmètre mouillé B .
– La section mouillée S .
– Le rayon hydraulique Rh.

Débit maximal en fonction de la hauteur de pluie maximale précipitée dans 24 heures

A défaut d’insuffisance de données de mesure de débit et par la présence des stations pluviométriques dont on a effectué une série d’observation, on peut utiliser cette méthode qui va prendre en compte les données pluviométriques journalières (24 heures).
Pour caractériser la fréquence de retour, on fait une étude statistique sur ces données en utilisant la loi de GUMBEL ou Fréchet (loi de probabilité extrême) ; on aura alors une hauteur de pluie H(24,p) : pluie maximal probable de 24 heurs et de fréquence p.
Une averse est caractérisée par son ntensité i qui est fonction de sa durée, de sa fréquence et de la surface A du bassin versant.
Compte tenu de ces paramètres, la hauteur de pluie moyenne H(t, p) de l’averse précipitée sur le bassin peut s’exprimer par la relation : H ( t , p ) k 1 H ( 2 4 , p ) t b A C (II-9).

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Table des matières

PARTIE I : ENVIRONNEMENT DU PROJET
CHAPITRE I : PRESENTATION DU PROJET
I.1 : Localisation du projet
I.2 Historique
CHAPITRE II : ETUDE SOCIO-ECONOMIQUE
II.1 contexte social
II.1-1. Démographie
II-1.2 Infrastructures sanitaires et sociales
II.1-3 Alphabétisation
II.1-4 Santé
II.2 : Potentialité économique de la zone d’influence
II.2-1 : Production agricole
II.2-1-1 : La riziculture irriguée
a- Types de rizicultures
b- Caractéristiques techniques
c- Rendement
d- Diagnostic de la riziculture
II.2-1-2 : Les autres cultures :
a- Les cultures de saison des pluies :
b- Les cultures de contre-saison :
c- Comportement d’autoconsommation
II.2-2 : Le calendrier cultural
II.2-3: Les techniques de production
II.2-3-1 : Les techniques culturales
II.2-3-2 : Les matériels agricoles
II.3 : L’élevage
II.4 : Autre activité : le commerce
II-5 Les problèmes et contraintes
II.5-1 Les problèmes de scolarisation
II.5-2 Accès à l’eau potable
II.5-3 Sécurité publique
II.5-4 Contraintes naturelles
II.6 : Le climat
II.6-1 : Bilan thermique des cinq dernières années (station ANTSIRABE)
II.6-2 : Pluviométrie
II.7 : Conclusion
PARTIE II : APPROCHE THEORIQUE DU DRAINAGE
CHAPITRE I : DEFINITIONS ET OBJET DU DRAINAGE
I-1 : Le drainage
I-1-1 : Drainage superficiel
I-1-2 : Assainissement profond
I-2 : Objet du drainage
I-3 : Différents systèmes de drainage
CHAPITRE II : FACTEURS D’INONDATION
II-1 : Facteurs artificiels
II-1-1 : Insuffisance d’entretien du cours d’eau
II-1-2 : Dégradation du drain
II-1-3 : Dégradation des bassins versants
II-1-4 : Insuffisance d’entretien de l’émissaire
II-2 : Facteurs naturels
II-2-1 : Les caractéristiques physiques et géomorphologiques d’un bassin versant28
II-2-2 : Paramètres géométriques
II-2-3 : Caractéristiques géologiques et hydrogéologiques
II-2-4 : Caractéristiques hydrographiques
II-2-5 : Caractéristiques hydrologiques
CHAPITRE III : ESTIMATION DE DEBIT DE CRUE
III – 1 : Débit maximal en fonction de la hauteur de pluie maximale précipitée dans 24 heures
III-2 : Méthode Empirique
III-3 : Méthode de CTGREF
a- L’apport annuel d’un bassin versant
b- Apport mensuel d’un bassin
III-4 Applications numériques
CHAPITRE IV : ETUDE THEORIQUE D’ECOULEMENT D’UN COURS D’EAU
I- Introduction
II : Etude théorique de l’écoulement
II-1 : Ecoulement en régime permanent
II-2 : Ecoulement en régime non permanent
PARTIE III : PROPOSITION D’AMENAGEMENT
CHAPITRE I : PROPOSITION D’AMMENAGEMENT ET RECALIBRAGE DU RESEAU52
I- REBOISEMENT DES BASSINS VERSANTS SUPERIEURS
II- COUPURE DES MEANDRES, DEROCTAGE DU SEUIL DE L’ILEMPONA
II-1 : coupure des méandres
a- Etudes théoriques
b- Application numérique
c- Recherche de ΔZ
d- Méthode directe pour déterminer l’apport des bassins versants
II-2 : Déroctage du seuil de l’ILEMPONA
II : PROPOSITION DE NOUVEAU TRACE
CHAPITRE II : EVALUATION DU PROJET
PARTIE IV : ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
I. INTRODUCTION
II. DEFINITIONS
III. ETUDE D’IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
III.1 Description du projet
III.2 Les différentes phases du projet
a. La phase préparatoire :
b. La phase d’exécution
III.3 Les ressources utilisées pour la réalisation du projet et les milieux récepteurs
IV. IDENTIFICATION DES IMPACTS ENVIRONNEMETAUX SUR LES DIFFERENTS MILIEUX
a. Milieux biologiques
b. Milieux physiques
c. Les milieux humains
V. MESURES
LISTE BIBLIOGRAPHIQUE

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