I-Situation gographique

2- 2 -

I. Prsentation de la RgionI.1 Situation gographique Le bassin versant de l'Oued Fekan couvre 1157 Km2. Ce bassin correspond une zone topographie rigoureusement pleine (470m d'altitude) surplomb par des reliefs de bordures leves environ 1100in d'altitude avec:

Du Nord Ouest au Nord Est: les Bni-Chougrane, aux terrains plisss et charris constituent une limite septentrionale et occidentale impermable et continue, recouverte des facis plus au moins permables(10(.

Du Sud-ouest et au sud Est: Les monts de Saida et Sidi kadda. aux terrains rigides peu plisss, trs fracturs constituent une limite mridionale permable continue.

A l'Ouest : entre les Bni-Chougrane et les Monts de Saida, le crtac infrieur constitue une barrire tanche et continue (la remonte des eaux Ain Fekan).

A l'Est : la remonte des marnes l'oligomiocne et de passage latral de facis des calcaires lacustres du pliocne des calcaires marneuses, constitue la limite orientale impermable et continue (FIG.N1).

I.2 Caractristiques morphomtriques du bassin versant de L'OUED FEKAN

I.2.1 Introduction

Pour analyser correctement le comportement hydrologique d'un bassin versant, il est ncessaire de mettre en vidence les caractres morphomtriques qui le caractrisent, on entend par l les caractres topographiques (formes reliefs), ces paramtres ont l'avantage de se prter une analyse quantitative.

I.2.2 Caractristiques de forme

L'utilisation des diffrents types de paramtres morphomtriques a pour but la quantification des facteurs caractristiques du milieu physique d'un bassin versant.

Les principaux paramtres morphomtriques qui agissent sur la variation du rgime hydrologique sont:

FIG.N1: Situation gographique de bassin versant de L'OUED FEKANLe profil en long, la densit de drainage, les rapports de confluence, de longueur et daire et les indices de pente. I.2.2.1 Coefficient de compacit de Gravelius P. DUBREVIL a fait remarquer que cet indice sert mesurer la capacit du bassin c'est dire qu'il est sens de rendre compte de la plus ou moins grande vitesse de concentration l'exutoire des eaux de ruissellement en provenance des diverses parties du bassin autrement dit le temps de concentration.

Il reprsente le rapport du primtre d'un cercle occupant une aire quivalente, cet indice de compacit est gal 1 pour un bassin circulaire et croit d'autant plus que la compacit diminue. Si P reprsente le primtre du bassin en Km et sa surface en Km: Kc sera gal au rapport:

Kc = p/ * 0 .28Le bassin versant de l'Oued Fkan occupe une surface de 1157 Km2, son primtre a une longueur de 157Km.D'o : Kc= 1,30.Cette valeur traduit un allongement du bassin versant topographique de l'Oued fekan et un dveloppement de l'rosion linaire, la forme du bassin versant influence fortement sur l'coulement global et l'allure de l'hyftirogamme d'une pluie donne (Fig n 2 et 3).I.2.2.2 Rectangle quivalentPartant du coefficient de compacit de Gravelius, il est possible suivant la mthode de M.Roche d'tablir un rectangle reprsentatif du bassin versant de l'Ouest Fekan introduit pour pouvoir comparer les bassins entre eux du point de vue de l'influence de la forme sur l'coulement. On suppose que l'coulement sur un bassin est le mme que sur un rectangle de mme superficie ayant le mme indice de Gravelius, mme rpartition hypsomtrique et la mme densit de drainage, c'est une transformation purement gomtrique, le bassin devient un rectangle de mme primtre, les courbes de niveaux des droites parallles aux petits cts du rectangle et l'exutoire est l'un des petits cts du rectangle (FIG N3). Ce rectangle a une longueur L et une largeur l. (10(I.2.2.2.1 Calcul de la longueur Elle correspond a la longueur du Thalweg le plus long du bassin versant L est de

L=

QUOTE

Avec: Kc=1.30: Coefficient de compacit de gravelius.

A=1157 Km2: Surface du bassin versant (Km2).

L=59.55 kmI.2.2.2.2 Calcul de largeurElle est calcule par la relation suivante:

I= Avec: Kc: Coefficient de compacit de gravelius.

A: Surface du bassin versant (Km2).I=19.42 km

La surface du rectangle quivalent:

A= L* l = 1157 Km2

FIG.N2: Carte des courbes de niveau dans le bassin versant dOued FEKANI.2.3 Etude de la surface topographiqueLa plupart des facteurs mtorologiques pluie et temprature en particulier, et des facteurs hydrologiques en gnral sont fonction de l'altitude(10(.

FIG.N3: RECTANGLE EQUEVALEND DU BASSIN Di OUED FEKANI.2.3.1 Etude de la rpartition de la surface en fonction de l'altitude Il est intressant de calculer la rpartition du bassin versant en Km2 et en % par tranche d'altitude par rapport la surface totale (voir FIG.N2et 3).

FIG.N4: Carte hypsomtrique dans le bassin versant dOued FEKANTableau N1: Rpartition altimtrique par tranche de surface

Les donnes du tableau permettent de tracer La courbe hypsomtrique.

Le diagramme des frquences altimtriques.

On note que la courbe hypsomtrique prsente 4 zones de diffrentes pentes:

La prsence d'une pente forte en amont qui occupe 22 % de la surface du bassin qui correspond un plateau compris entre 1100 et 800 m.

Prsence d'une pente moyenne, avec palier ce qui traduit un talus, occupant une superficie de 20% entre 800 et 650m.

Une pente faible, en l'occurrence une plaine, (la plaine de GHRISS) entre 650 et 500 in avec une surface de 57, 2%.

A la fin, on remarque une pente forte l'exutoire du bassin avec 0,8% entre 500 et 300m.

I.2.3.2 Les Altitudes:

A partir de ces courbes, on dtermine les altitudes caractristiques :

Altitude maximale: Elle correspond au point le plus haut du bassin.

Hmax= 1100m

Altitude minimale : Elle correspond au point le plus bas du bassin.

Hmin = 300m. Altitude la plus frquente: Elle correspond au maximum du diagramme des frquences altimtriques.

Hfrq = 400 500m.

Altitude mdiane: Elle correspond l'ordonne moyenne de la courbe hypsomtrique.

Hmed = 640m.

Altitude moyenne: Elle correspond au rapport de la somme des produits de lasurface lmentaire par l'altitude moyenne sur la surface totale du bassin versant.

Avec:

Hi= altitude moyenne entre deux courbes de niveau (ni).

Ai= surface lmentaire comprise entre deux courbes de niveau (Km2). A = surface du bassin versant (Km:).

D'o :

Hmoy = 594 m I.2.3.3 Les indices de pentes

FIG.N5- Classification de pentes du bassin versant de lOued FEKANI.2.3.3.1 Indice de pente globale

A l'aide de la courbe hypsomtrique ou calcule l'indice de pente:

Avec: H5: L'abscisse 5% dans la courbe hypsomtrique. H95: L'abscisse 95% dans la courbe hypsomtrique. L: Longueur du rectangle quivalent.

H5 =1070 m

H95 =515 m L = 59.55 km

D'o:

Ig = 0,0093

Ig = 0,01I.2.3.3.1 La pente moyenne (Imoy )Elle est dfinie comme tant le rapport entre la dnivele totale du rectangle quivalent et sa surface:

Avec:

D: dnivele totale du rectangle quivalent (m). L : Longueur du rectangle quivalent (m).

D = Hmax Hmin= 1100-300 = 800m.

D'o:

Imoy = 13,44%

Imoy = 0,13Cette valeur indique que la pente gnrale de l'ensemble du bassin est moyenne.I.2.3.3.2 Indice de pente de ROCHE (Ip)

FIG.N6: mnt de bassin versant dOued Fekan.M.ROCHE a introduit une notion qui tudie la pente directement sur le rectangle quivalent, cest un calcul purement thorique. mais qui a lavantage dtre plus ralisable quune tude de pente relle.Cest un indice qui tient compte du facteur de ruissellement ainsi, il rend compte de linfluence du facteur pente sur le rgime hydrologique du bassin il est calcul en appliquant la relation suivante:

Avec:

Xi: Reprsente le pourcentage de la surface comprise entre les courbe

de niveau ctes a i et ai-1 (ai - ai -1) : Dnivels entre deux courbes de niveau voisines(m). L : Longueur du rectangle quivalent (m). Ip= 3,22% Ip= 0,032.

I.2.3.3.3 La dnivele spcifique (DS) Elle est utile pour la classification des bassins versants, cette dernire ne prsente pas linconvnient de l'indice de pente globale Ig .Afin de palier a ce problme ce denier (Ig) est corrig par l'effet de surface. (10(

Avec: D : la dnivele du bassin. D = H 5% - H95% (m). S : la surface du bassin versant (Km2) L : la longueur du rectangle quivalent (Km).DS = 317,02m.D'aprs la classification de l'O.R.S.T.O.M ci-dessous applique tout bassin quelque soit sa surface, on place la dniville spcifique du bassin de l'oued Fekan dans R6= 250 < DS < 500m c'est dire un relief fort.Tableau N2: classification de lOrstom

I.2.4 Etude du rseau Hydrographique

En application des lois de 11.HORTON modifies par A.N.STAHLER (1952) et son lve S.A.SCHUM (1954), nous avons les paramtres suivants:

Rapport de longueur (Re)

Rapport des aires (Re)

L'ensemble des paramtres calculs sont prsents dans le

Tableau N3: RECAPULATIF DU BASSIN DE LOUED FEKAN

I.2.4.1 Rapport de confluence

Le rapport de confluence reprsente le quotient du nombre de thalweg d'ordre (n) par celui d'ordre suprieur (n+ I).Avec:

N n: nombre de thalwegs d'ordre (n)

Nn+1: nombre de thalwegs d'ordre (n+1)

Tableau N4: Rapport de confluence des thalwegs du bassin versantN DordreRapport de confluence

24,25

34,00

42,00

FIG.N7: Rapport de confluence des thalwegs du bassin versantLorsque le rseau hydrographique est bien organis, les nombres de thalwegs d'ordre successifs croissants forment une srie gomtrique inverse.Les points ports sur un diagramme senti logarithmique (FIG.N7) sont bien aligns.

Le rapport de confluence moyenne est gal la pente de la droite ajuste l'ensemble des points. Nous avons pour le bassin versant de Oued Fkan:Re = 3, 12

Si un bassin versant est parfaitement organis, il est prsent par un rapport de confluence voisin de 2, ce qui n'est pas le cas du rseau hydrographique de l'Oued Fkan.I.4.2.1 Calcul de rapport de longueur

Le rapport de longueur est reprsent par le quotient de la longueur moyenne des thelwegs d'ordre (n-1) par celle de thalwegs d'ordre (n):

Avec: L(n): Longueur moyenne de thalwegs d'ordre (n). L(n+1): Longueur moyenne des thalwegs d'ordre (n-1-1).Tableau N5: Rapport de longueur (RIA):N DordreRapport de longueur

21,68

33,05

41,12

FIG.N8: Rapport de longueur (RIA)Dans un bassin versant bien organis les longueurs moyennes des thalwegs d'ordre successifs croissants forment une progression gomtrique.Sur le graphique serai logarithmique (FIG.N8), on constate que les points

sont pratiquement aligns.

Nous avons pour le rapport de longueur moyenne du bassin versant:

I.2.4.3 Calcul du rapport des airesIl reprsente le quotient des aires occupant les thalwegs d'ordre (n) par celle d'ordre (n+1).

Tableau N6: Rapport de surface des thalwegs du bassin versant

N DordreRapport de surface

20,13

32,17

40,22

FIG.N9: Rapport de surface des thalwegs du bassin versantSur le graphique semi-logarithmique (FIG.N9), on constate que les points sont pratiquement aligns.

Le rapport des aires moyens reprsent par la pente de la droite ajuste l'ensemble des points nous avons pour le bassin versant:

Les paramtres morphomtriques calculs d'aprs la mthode de Shumm , sont donns dans le tableau suivant:Tableau N 07: Paramtres morphometriques du bassin versant de l'Oued Fekan

I.2.4.4 Coefficient d'allongementIl est donn par la relation suivante:L0= 25,75Km.Avec: E: Coefficient d'allongement.

L0: longueur moyenne de tous les thalwegs (Km).

L: Longueur moyenne des thalwegs de mme ordre (Km). n : nombre d'ordre.

D'o: E = 1,5I.2.4.5 Densit de drainageLes morphologues l'appelle densit de thalwegs, elle correspond la dissection du relief.La densit de drainage est dfinie pour un bassin donn de superficie A comme la longueur totale des cours d'eau de tous ordres sur la surface draine soit:

Avec: Ix: la longueur cumule (Km).

S: Surface du bassin versant (Km2).

Dd: 0,20 Km /

Cette valeur nous renseigne sur le degr de dveloppement du rseau hydrographique qui est relativement faible.

I.2.4.6 Coefficient de TorrentialitIl tient compte de la densit de drainage des thalwegs lmentaires ( d'ordre I t. Les grandes valeurs de ce coefficient sont issues des secteurs montagneux. Les petites valeurs sont gnralement trouves dans les zones semi-arides. Avec: FI: Densit des thalwegs lmentaires

Dd :densit de drainage

NI: thalweg d'ordre 1.

A: Surface du bassin (Km?).D'o :

FI== 0.03

C1= 0006

Zone semi-aride tant donn que la valeur de CI est petiteI.2.4.7Tempe de concentrationC'est le temps ncessaire une particule d'eau pour parcourir depuis l'lment hydrologiquement le plus loign en amont du versant jusqu' l'exutoire.

On utilis la formule de GIANDOTTI pour le calculer:

Avec: Tc: temps de concentration (heures). A:Surface du bassin versant (Km2). L: Longueur du thalweg principal (Km). H: Hmoy - Hmin= 640-300 340mD'o: Tc = 15h.

I.2.4.8 Frquence des cours d'eauElle correspond au nombre de cours d'eau par unit de surface:

Avec:

N: Nombre de cours d'eau

D'o:

Fs : 0,04I.2.4.9 - Profil en long de l'Oued FekanLe profil en long du cours d'eau principal de l'Oued Fekan permet d'apporter des lments complmentaires ceux apports par l'tude de la densit de drainage et relatif au rle dterminant de la pente du thalwegs sur le ruissellement superficiel et sur la vitesse d'coulement lors des crues. L'Oued Fekan prsente des variations de pentes importants.

Le profil fait apparatre l'existence d'une pente forte en aval du bassin 2,94%, dans ce secteur: L'Oued traverse les formations Mio-plio- Quaternaire, la vitesse des eaux diminue de mme que leur activit rosive .

Cette pente devient plus faible au centre de la plaine au niveau des altitudes les plus frquentes o elle est reprsente par 0,21% et 0,88%, en se dirigeant vers Famont, elle s'lve de nouveau, o on trouve une valeur de 2,86%.(10(Ces variations de pente nous paraissent lies des changements de facis lithologiques et aux conditions tectoniques au niveau de la plaine de GI IRISS:

(Voir Tableau N8 et FIG.N10).Tableau N 8: Caractristiques du profil en long de l'Oued Fekan (l'Oued principal)

FIG.N10: profil en long de loued FEKAN

FIG.N11: Carte vgtation dans le bassin versant dOued Fekan.I.2.5 Conclusion

L'tude morphomtrique du bassin d'Oued Fekan a abouti aux rsultats suivants:

La valeur de kc = 130 traduit un allongement du bassin versant de l'Oued

Fekan.

La valeur peu leve de l'indice de perte Ip = 0,032 traduit l'volution gomorphologique de l'ensemble du bassin.

L'altitude moyenne du bassin est gale 594 m, avec un maximum de 1100 m et un minimum de 300m.

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