Origines de l`écoulement sur le bassin versant de Kolondièba

Origines de l’écoulement sur le bassin versant
de Kolondièba (Sud Malien) en milieu tropical
de socle granitique
DAO A., KAMAGATE B., MARIKO A., SEGUIS L., MAIGA H. B., GOULA B. T.A., SAVANE I.
Atelier final RIPIECSA, Cotonou_2011
du 17/ 10/11 au 21/10/11
du 17/ 10/11 au 21/10/11
CONTEXTE GÉNÉRAL
- Climat tropical sud-soudanien à saisons contrastées
- Forte variabilité pluviométrique interannuelle
- Pluviométrie annuelle plus abondante que partout ailleurs dans le pays (Mali)
- Baisse considérable du niveau des nappes après la fin de la saison pluvieuse
- Assèchement totalement par endroit des puits
- Début de l’écoulement quelques mois après le début de la saison pluvieuse et
Arrêt total de l’écoulement après la fin de la saison pluvieuse
OBJECTIF GÉNÉRAL
Comprendre le processus de production de l’écoulement sur le bassin versant
dans un contexte de changement climatique en vue de leur modélisation
HYPOTÈSE
A une section de rivière, l’écoulement provient en plus du ruissellement de
réservoirs spécifiques situés à différentes profondeurs. En écoulement de base,
celui-ci est d’origine souterraine (aquifères d’altérite et du socle fissuré en milieu
de socle).
MILIEU D’ETUDE
Kolondièba
- Climat tropical de transition, 1080
Koloni
11
mm de pluie/an (1960–2008)
Toutiala
Kissa
Fana
10.9
Ourompana
Gourouko
10.8
Mafélé
Zena
- Altitude entre 320 m et 360 m
Fangouan
10.7
MALI
Fleuve Niger
SENEGAL
Soromba
10.6
Bamako
Farabalé
10.5
(plateaux, plaines et de bas-fonds)
M'piessana
er
Nig
uv e
Fle
BURKINA-FASO
Dembela
GUINEE
-
Altérites
silteuse
ou
argilo-
sableuse et socle cristallin fissuré
10 4
10.4
Bamba
COTE D'IVOIRE
avec intrusion de schiste du centre
EAU DE SURFACE
10.3
EAU DE PUITS
EAU DE FORAGE
au nord avec la direction WSW-ENE
Konna
10 2
10.2
0
-7.3
-7.2
-7.1
11
-7
22 Km
-6.9
comme orientation des fractures
majeures
BV de Kolondièba: 3010 km2 dont 95% au Mali et 5% en Côte d’Ivoire
RESEAU DE MESURES
13 Postes pluviomètres
Stat o s étéo
2 Stations météo
1 Station hydrométrique
17 Points d’eau
17 Points d
eau de surface
de surface
36 Puits villageois
34 Forages
Données hydroclimatiques :
(Pluie, Température, ETP et débits )journaliers
 Sources (DNH, DMN‐ Mali)
Taille (période 1960‐2010).
Données géochimiques et piézométriques:
Paramètres physico‐chimiques (pH, T°C, CE,
TDS Mg2+,
TDS,
Mg2+ Ca2+,Na+,
Ca2+ Na+ K+ , HCO3‐,
HCO3 Cl‐,
Cl NO3‐,
NO3
SO42‐.)
suivi piézo. décadaire mars 2009 à mars 2011
MATÉRIELS D’ACQUISITION DES DONNEES
Données hydrométriques
Données climatiques
Pluviomètre (CMDT)
X2
Station météo (RIPIECSA)
Données piézométriques
Limnimètres et Sondes (DIVER et BARO)
(DNH et RIPIECSA)
Données physicochimiques
Points de mesures : Puits,
forage et eaux de surface
Sonde piézo
Multiparamètre CRISON MM40
Diapositive 5
X2
X; 13/10/2011
ÉTAT DE LA SURFACE DU SOL
Augmentation des surfaces cultivées en coton de 98.7%
98 7% de 1960 à 1997 (service de
la CMDT), conséquences:
encroutement, compactage et excavation des sols peu profonds
sur cuirasse
Sol encrouté sur versant
Sillons des labours
Sol compacté dans les bas-fonds
Sol peu profond sur cuirasse
RELATION ÉTAT DE SURFACE/ECOULEMENT
 Les sols encroutés , les labours et les
sols excavés => HOF: Hortonian
Overland Flow) sur les versants
versants,
Les sols compactés => SOF: satured
Overland Flow) dans les bas-fonds,
 Les sols peu profonds conduisent aux RF (Returned Flow) et SSSF (SubSurface
Satured Flow) sur les versant en rupture de pente.
RESULTATS : RELATION PLUIE/DEBIT (ANNUEL)
Indices pluviométriques et de débits annuels (période 1960-2010)
1960 2010)
1970- 1991
période
sèche
1960-1969
1960
1969
période
humide
1992- 2010
Alternance année
humide-sèche
Tests de Pettitt et de Hubert
Pluviométrie (2 ruptures)
1970 =>24% de déficit pluvio
1992 => 18% d’excès pluvio
Ecoulement (1 rupture car chronique plus courte)
1992=> 142% d’excès dans les écoulements soit 4 fois l’excédent pluvio.
Relation non linéaire entre pluie et débit connue en milieu tropical
RESULTATS : RELATION PLUIE/DEBIT (MENSUEL)
Pluie
Débit
Ecoulement en subsurface
(drainage de nappes ???)
-Temps de réponse (3 mois), fonction des paramètres morphologiques ( L= 100Km,
présence de bas-fonds et variabilité pluviométrique d’amont en aval),
Régime
Ré i
unimodal
i
d l avec une crue exceptionnelle
ti
ll à la
l mi-septembre
i
t b
Des sondages ont montré que l’écoulement continu en subsurface (saison sèche)
Les écoulements semblent être tributaires de la pluie et de la vidange des
nappes
RESULTATS : RELATION PLUIE/DEBIT/NAPPES (journalier)
Pluie
A: Pluie-Nappe
Recharge
g des nappes
pp
d’altérites quasi-synchrone avec
le début de la saison pluvieuse
La vidange s’amorce avant la fin
de la saison pluvieuse
Pluie
Pluie
La vidange de la nappe
s’amorce alors que la montée
du niveau d’eau à l’exutoire se
poursuit
B: Rivière -nappe
 elle se poursuit quelques mois
après le tarissement des
rivières
Relation faible ou existante entre réseau hydrographique et nappes d’altérites
pérennes??? Est-ce l’influence de l’ETP ou du puisage villageois
RESULTAT : CARACTÉRISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES
Conductivité électrique
Compartiment
hydrique
Type d’écoulement
Précipitations
HOF + SOF
Suintements
Nappes
d’altérites
’ é i
RF? + SSSF?
B
Nappes socle
D
Exutoire
HOF + SOF +RF + SSSF
+ B? +D?
Conductivité Electrique (µS cm-1)
CEes  2CEpr
N
59
C E es 
Min
4.00
Moy
20.34
Max
80.00
σ
19.69
9 14.06
45.98
131.10
23.97
1928 11.90 138.08
1332.20
94.87
1512 22.20 146.06
1260.00
86.23
167.10
19.41
230 13.21
47.33
C E es 
1
C E na
4
1
C E ns
4
C E na  C E ns
*2g
groupes
p se discriminent
pluie, eau de surface,
suintement et bas-fond
- Nappes d’altérites et nappes
de socle
•Les eaux de surface se
positionnent entre pluie et basfonds
Schéma conceptuel du fonctionnement hydrodynamique
Flux rapides (HOF et SOF) originaires des précipitations et flux lents (RF + SSSF
+B) des nappes superficielles étant identifiés comme la résultante des écoulements
à l’exutoire.
Suite
Un modèle couplet Hydrologie-géochimie de deconvolution à 2 paramètres
permettra de quantifier la contribution de chaque pôle hydrochimique.
MERCI DE VOTRE AIMABLE ATTENTION