Cartographie des risques érosifs sur le bassin versant ?· 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1…

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    15-Sep-2018

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    MInistre de rAgrlculture

    ISALlbor.rto:ft rlttl.:cX d~5 JntcraaionsSol . ,olqro~s,mC' . Hy

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    Sommaire

    Rsum

    Avertissement

    Objectif

    1. Environnement

    1.1. Documents utiliss, localisation1.2. Caractristiques de la retenue1.3. Elments du climatlA. Gologie, gomorphologie1.5. Activits agricoles

    2. Mthode

    2.1. Principes gnraux2.2. Analyses et indexations des variables d'entre du modle

    2.2.1. Topographie2.2.2. Ouvrages de conservation des eaux et des sols2.2.3. Occupation des sols2.2.4. Cartographie des sols et valuation de leurs rodibilits2.2.5. Erosivit des pluies

    3. Rsultats, interprtations

    3.1. Cartographie des variables d'entre3.1.1. Sols, rodibilits3.1.2. Pentes, topographie3.1.3. Occupation des sols3.1.4. Amnagements et techniques de CES

    3.2. Caliographie des risques d'rosion pour diffrentes rosivits moyelUlesalUluelles3.2.1. Risques rosifs pour une rosivit de 25 MJ.mm / ha.h3.2.2. Risques rosifs pour une rosivit de 64 MJ.rnm / ha.h3.2.3. Risques rosifs pour une rosivit de 93 MJ.rnm / ha.h

    3.3. Simulations3.3 .1. Modifications sur les banquettes3.3.2. Reforestation

    Conclusion

    Bibliographie

    Annexes

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    55677

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    91010Il121518

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    2020222426

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    Rsum

    Cette tude porte sur la conservation des eaux et des sols dans les rgions semi-arides cultivesde la Tunisie. Elle rsulte d'une collaboration entre l'Institut National de Recherches en GnieRural et Eaux et Forts (1 N R GRE F) de Tunis, la Direction Gnrale de l'Amnagement etConservation des Terres Agricoles (A C T A) de Tunis et l'Institut Franais de Recherche pourle Dveloppement (1 RD), reprsentation de Tunis.Elle se droule sur le bassin de la retenue collinaire d' Abdessadok au sud de la dorsaletunisienne. Il s'agit d'analyser et de quantifier les risques rosifs sur les versants cultivs d'unbassin de 307 ha collectant les eaux et les terres rodes vers une retenue en voie decomblement.Cette analyse met en uvre un modle statistique de prvisions des pertes en terres (RUSLE)coupl avec un SIG (Arc View). On obtient ainsi trois types d'informations: 1) les prvisionsd'rosions par units sensibles dans l'tat actuel du bassin, 2) les prvisions d'rosions parsimulations de changements de situations, 3) les lments pour une cartographie des zonesd'iso-risques correspondant ces prvisions.

    Les rosions globales calcules par pondration des surfaces de production de chaques unitsiso-rodables ont t estimes pour trois rosivits annuelles de pluies:

    1,75 t/ha/an en anne sche caractrise par un index d'rosivit Rsi = 25 Mj.mm/ha.h4,12 t.ha/an en anne mdiane avec Rsi = 64 Mj .mm/ha.h,6,03 t.ha/an en anne humide avec Rsi = 93 Mj.mm!ha.h.

    La simulation a port sur diffrents changements de situations, ce qui a permis de prvoir lescomportements suivants:

    suppression totale des banquettes sur le bassin ~ + 30% d'rosion globale,suppression alternative des banquettes selon les rives ~ effet protecteur plus sensible enrive droite (+21 % d'rosion) qu'en rive gauche (+ 8%),reforestation de l'actuelle garrigue de pimonts sur lithosols pentes >25% ~ -12%avec une pr-fort de rsineux de 20 ans, il faut aussi considrer, qu' cette action anti-rosive relativement faible, s'ajoutent d'autres profits pour la communaut paysanne(bois d'uvre et de chauffe).

    Les indexations des variables d'entre du modle, les prevIsIOns des risques rosifs pourdiffrentes agressivits pluviales, les simulations de nouvelles situations ont permis de crer 16cartes illustrant les caractristiques physiques et activits agricoles expliquant lescomportements rosifs du bassin, donc les risques de sdimentation sur la retenue collinaire del'aval.

    Mots clefs: rosion hydrique, bassin versant, modlisation, RUSLE, SIG, Tunisie

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    Avertissement

    Ce travail est une contribution au thme gnral portant sur l'valuation des risques rosifs surles bassins versants cultivs de diffrentes retenues ou barrages collinaires dans les rgionssemi-arides de la Tunisie.Il rsulte d'une collaboration entre l'Institut National de Recherches en Gnie Rural et Eaux etForts (1 N R GRE F) de Tunis, la Direction Gnrale de l'Amnagement et Conservation desTerres Agricoles (ACTA) de Tunis et de l'Institut Franais de Recherche pour leDveloppement (1 RD) Reprsentation de Tunis.Il a commenc en 1998 dans le cadre du programme HYDROMED Projet de recherche sur leslacs collinaires dans la zone semi-aride du pourtour mditerranen , plus prcisment dansson opration Eau, Sol et Environnement . En avril 200 1, date de clture d 'HYDROMED,un relais fut assur dans le cadre de l'Unit de Recherche R 096 de l' 1RD intitule "Analyse etmodlisation dans les petits bassins versants mditerranens fortement anthropiss duruissellement et de l'rosion" (AMBRE).Ce travail s'inscrit dornavant dans la thmatique du Laboratoire d'Etude des Interactionsentre Sols, Agro systmes et Hydro systmes (USAH) (UMR 144 ENSAM-INRA-IRD),construite sur la coordination des activits de programmes de l'ENSA.M, de l'INRA et del'IRD (Montpellier).

    Objectifs

    La retenue d' Abdessadok est une des 26 retenues collinaires qui ont reu un quipementpermettant une tude des bilans hydrologiques et des risques de sdimentation dans les lacs.Si l'application de l'quation gnrale du bilan hydrologique donne les coulements parvnements pluvieux efficaces et si la bathymtrie fournit l'rosion spcifique du bassin versanton constate que ces coulements et ces rosions spcifiques changent trs significativementd'un bassin l'autre en raison de leurs environnements physiques respectifs et des activitshumaines s'y dveloppant. Il convient donc de comprendre les causes de ces variations ens'intressant plus prcisment aux comportements hydrodynamiques et rosifs des solscultivs occupant les verants.On utilise pour cette analyse un modle statistique de prvision des pertes en terres (RUSLE)qui donne trois types d'informations: (1) les prvisions d'rosions par units sensibles dansl'tat actuel du bassin, (2) les prvisions d'rosions par simulations de changements desituations, (3) les lments pour une cartographie des zones d'isorisques correspondant cesdiffrentes prvisions.La comprhension des processus rosifs, leurs quantifications et la cartographie de leurs effetsproviennent de l'analyse des variables explicatives suivantes: (a) vnements pluvieux, (b)caractristiques morphologiques et pdologiques du bassin (c) dynamique d'occupation desterres, (d) moyens mis en uvre pour leurs protections.

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    carte topographique: Tunisie, feuillenO 61 de Rohia Djebel Barbrou au 1150000

    photos aenennes : mISSIonindtermine, photos 9274, 9275, 9276 au1/20 000,

    carte gologique de la Tunisie 1/500000 de A.Castany (1953).

    Le bassin versant d'Abdessadok (Fig. 1)est tributaire de l'oued Zeroud. Il est situ environ 25 km au sud de Maktar. On yaccde par la route Maktar - Hajeb elAyoun, localit en amont du barrage deSidi Saad sur l'oued Zeroud. Ce bassinversant est rattach au Gouvernorat et auCommissariat Rgional de DveloppementAgricole (CRDA) de Siliana, dlgation deMaktar, le barrage lui-mme est en limitedu Gouvernorat de Kairouan.

    Les coordonnes du barrage sont less. suivantes: Latitude: 35.678350N (264.522

    ... Lambert) Longitude: 9.248330E (441.029Lambert).

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    1 Environnement

    La construction de la retenue collinaire d' Abdessadok date de 1990. Son volume audversement est de 92 500 m3 ce qui correspond une superficie de lac de 3,15 ha. La derniremesure bathymtrique de septembre 1998 donnait un envasement de quelque 26 000 m3 ce quilaissait une capacit de 66 600 m3 soit une perte de capacit de 3,5% l'an donc une dure de viede 21 ans avec un envasement spcifique de 10,6 m3 / ha fan. Cette valeur, compare celles del'ensemble des retenues tudies, est classer parmi les forts envasements si l'on se rfre lafourchette suivante: minimum # 1,0 m3 / ha / an sur El Gouazine, Es Seghir, maximum # 25,0m3 / ha / an sur Kamech et El Ogla . Pour l'anne 1999-2000, avec 9 pluies> 1Omm pour urlepluviomtrie annuelle de 432 mm, le coefficient d'coulement fut de 7,4 % . Cette retenue s'estcependant assche pendant 6 mois.Le bassin versant a urle superficie de 307 ha pour un primtre de 8 km. Il est assez compactavec url indice de compacit de 1,27. Les reliefs amonts font partie des contreforts du massif duDjebel Barbrou, ils culminent + 1189 m , le barrage est la cote +815m.

    Figure 1 : localisation du bassin versant d'Abdessadok dans la dorsale tunisienne

    1.2 Caractristiques de la retenue

    Les documents suivants ont t utiliss:

    1. 1 Documents utiliss, localisation

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    1. 3 Elments du climat

    La rgion d'Abdessadok appartient au bioclimat semi-aride infrieur hiver frais avec uneamplitude thennique annuelle forte de 32 33C, une saison sche de 7 mois et une humiditmoyenne annuelle de 65% (Gounot et al. 1967). L'indice Q2 d'Emberger de 32 points est enlimite infrieure de la fourchette dfinissant ce bioclimat (30 70).La figure 2 donne des statistiques pluviomtriques utilisant les relevs de 1995 2001 de lastation du barrage. Panni celles-ci, on note, en anne trs humide, des prcipitations> 100mmde septembre mai avec deux ralentissements centrs sur dcembre puis sur mars. On passedes annes trs humides aux annes mdianes, autant que ce tenne puisse tre employ enclimat mditerranen, par une extension des priodes de ralentissements et par une diminutionde moiti des hauteurs en saison pluvieuse.

    Abdes. 7 ans sept oct nov dc janv fvr mars avr mai juin juil aot AnneP mdiane 41.50 29,75 17.50 14.75 21.50 7.50 13,50 18,50 33.50 13,50 4,50 25,00 346,20P moyenne 52,70 40,70 27.81 16.31 41.14 24.21 18,96 24,50 45,64 22.71 5,71 28,36 345,24P maximum 101.50 117,60 86.00 34.50 154,50 77.50 43.50 60,50 180.50 70.00 19.00 66.00 512,00Pminimum 15,90 10.00 5,00 l,50 5,00 1,00 0,00 10,50 0,50 1.50 0,00 2.50 166,50cart type 35,06 36,71 29,00 13.13 52,47 30,48 16,69 17,86 60.95 24,54 7.27 21,40 111,77

    .mdiane

    .maximum

    11111

    Abdessadok pluie200 -,----------1751501251007550 -25o~ r~ ~ 0 ~ ,\ ,,?

    nx 0"-' 0 )0.0 ~ n~ ro,?'V "\J'-\O ,Iv (:-v

    moyenneDminimum

    1Figure 2 : statistiques pluviomtriques sur Abdessadok

    Figure 3: courbes intensits/dures/frquences sur Makthar et Si\iana

    Des courbes intensit-dure-frquence ont pu tre dressespour la station de Maktar (25km au nord) pour lesquelleson disposait d'assez dedonnes (fig. 3) . Par rapport la station de plaine la plusproche (Siliana) on constateune agressivit forte pourMaktar sans que l'on puissesavoir s'il s'agit de l'influencede l'altitude ou de celle d'uneexposition concentrantd'avantage les pluies.

    "",

    -0- Siliana 10 ans

    -11- Siliana 20 ans

    -0- Makthar 10 ans

    --- Makthar 20 ans

    ~ .......

    40

    2: L__-:==:=~=E=~====Y:=~=:=~Jo 10 20 30 40 50 GO 70 80 90 100 110 120 130

    dure des averses en minutes pour # occurences el intensits

    120

    Courbes lOF pour Makthar et Siliana1GO ,---------------

    140

    .c

    100"Ec.,on 80

    :2!

  • A

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    1. 4 Gologie, gomorphologie

    Le bassin versant d'Abdessadok est situ sur les contreforts sud-est du massif du Barbrouqui appartient au domaine gologique de la Dorsale (fig. 5). On est encore ici dans lesformations du Crtac et du Tertiaire affectes par une tectonique rpercutant lesorognses pyrnennes puis alpines. La zone d'tude couvre le passage entre: (a) le

    domaine central de la dorsaletunisienne caractris par desplissements troits et abondammentfaills comme ce que l'on dcouvredans la diagonale El Fahs - Maktar,(b) la retombe sud -est de cettedorsale o les plis deviennent plusamples en larges anticlinaux etsynclinaux souvent coffrs,l'ensemble tant nettement moinsfaill qu'au nord-ouest.

    Figure 5: extrait de la carte gologique 11500000 de la zone du bassin

    La coupe A B des figures 5 et 6 rsume, de faon simplifie, la structure gologique et lalithologie de la zone contenant le bassin d'Abdessadok :

    l'amont est limit par un Djebel, puissant relief structural sur grs grossiers Miocnes (Ml)M1 0 aE 2-3 nE1 et alternances argilo-grseuses

    jB Oligocnes (0).

    en aval on passe unglacis couvert des boulis desformations prcdentes puisfortement entaill dans lesargiles et les calcaires lumachelles du Luttien (aE2-3).

    Figure 6 : coupe gologique scbmatique de la zone du bassin.

    Ces diffrentes formations gologiques, leurs positions respectives et les conditions de leursaltrations orientent la gense et la distribution des sols du bassin qui interfrent, quant eux,sur les comportements hydrodynamiques et rosifs des versants ce que nous dcouvrironsultrieurement.

    1. 5 Activits agricoles

    Le gouvernorat de Siliana couvre 467 000 ha, soit 3 % du territoire national, avec des localitsimportantes comme Siliana, Bouarada, Maktar, Rouhia, Gaafour. Sur 240 000 habitants 70%sont des ruraux qui tirent l'essentiel de leurs ressources d'une craliculture faible rendement(souvent

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    constate alors que cette possibilit d'irrigation offerte par les retenues co1linaires, est nettementsous-utilise dans la rgion.L'occupation des sols du bassin d'Abdessadok est reprsentative des paysages agricoles decette rgion accidente du sud de Maktar (E. Temple, 2002, J F. Richard, 2001). On y a observun agencement toposquentiel classique de segments d'affleurements rocheux, d'boulis et desols plus profonds meubles ou encrots carbonats. Les occupations de ces segments sont lessuivants:

    amont -7 sur des pentes de 35 100% corniches et revers en affleurements grseux,calcaires et marneux, boulis, constituent des surfaces nues qui y reprsentent la quasitotalit des 15% de la superficie du bassin, et l une garrigue claire (10%) et des parcoursligneux bas (14%) peuvent s'installer en utilisant les infractuosits et fissures des roches.moyen amont -7 sur des pentes de 15 35 % les cnes d'boulis disparaissent au profit decolluvions donnant des sols caillouteux peu pais mais meilleure rtention hydrique queprcdemment, les travaux de protection apparaissent mais se limitent des haies decactus; ce segment contient 10% de garrigue assez dense et 5% de parcours ligneux dehauteur moyenne,aval -7 on passe au glacis avec des pentes de 5 15% occupes par des sols meubles parfoisencrots et presque totalement amnags en banquettes de terre actuellement combles etparfois en cordons de pierres; dans le dtail ce segment reoit diffrentes utilisations:

    o la limite aval - moyen amont est la zone des habitations avec des jardins protgspar des haies et des massifs de cactus, l'ensemble couvrant 8 %

    o le reste est vou la craliculture avec un assolement crales-crales-lgumineuses d'hiver, systme couvrant 36 % du bassin,

    o des oliveraies et d'autres plantations dissmines occupent les 2 % qui restent.

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    2 Mthode

    2.1 Principes gnraux

    Le calcul des risques d'rosion et la reprsentation cartographique d'units d'iso-risquesd'rosion ncessitent:

    la saisie de diffrents types d'informations qui...

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