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Université Cadi Ayyad Faculté des Sciences et Techniques Marrakech Master eau e

Université Cadi Ayyad Faculté des Sciences et Techniques Marrakech Master eau et Environnement Encadrée par : Mohamed el Mehdi SAIDI Soutenu le 28 juin 2013 Devant le jury : Khamli N., Professeur à la FSTG BOURGEOINI Y., Professeur à la FSTG SAIDI M. E., Professeur à la FSTG Oumkaltoum DARIF 1 Remerciement Je teins, tout d’abord, à exprimer ma profonde reconnaissance à Mr M. SAIDI pour l’intérêt soutenu avec lequel il a entouré ce travail. Aucun mot ne saurait exprimer ma très haute considération et ma grande admiration pour ses conseils, sa façon d’encadrer et sa définition des grandes lignes à suivre. Mes remerciements s’adressent également à Monsieur le Directeur de l’Agence du Bassin Hydraulique de Tensift (ABHT), pour m'avoir accepté au sein de son Etablissement. Je remercie Mr S.ERRACHIDI de m'avoir encadré au sein de L’ABHT, pour son aide, pour l’ensemble des données qu’il a mis à ma disposition. il a su répondre à mes attentes et interrogations. Enfin je tiens à remercier mes professeurs au Départements des Sciences de la Terre ainsi que toutes les nombreuses personnes qui ont contribués, de près ou de loin, à la réalisation de ce mémoire pour leurs conseils, soutien et aide technique. 2 Sommaire Remerciement ............................................................................................................................. 1 Introduction ................................................................................................................................ 6 Résume ....................................................................................................................................... 7 Première partie ......................................................................................................................... 9 L’analyse de la géomorphologie générale du bassin ............................................................. 9 situation géographique..............................................................................................................10 2) Evolution structurale ............................................................................................................ 10 2.1) les phases tectoniques : ......................................................................................... 11 2.2) La lithologie .......................................................................................................... 11 3) relief ..................................................................................................................................... 14 4) climat et végétation .............................................................................................................. 14 4.1) climat ..................................................................................................................... 14 4.2) la végétation .......................................................................................................... 15 5) Réseau hydrographique ........................................................................................................ 16 5-1) La densité de drainage : ........................................................................................ 18 5-2) les principales artères hydrographiques ................................................................ 18 6) caractéristiques géomorphologiques .................................................................................... 20 6.1) l’indice de compacité ............................................................................................ 20 6.2) l’hypsométrie ........................................................................................................ 21 6.3) le rectangle équivalent .......................................................................................... 24 6.4) temps de concentration ......................................................................................... 25 7) Réseau des seguias ............................................................................................................... 26 8) Evaporation et humidité ....................................................................................................... 26 9) APPORTS LIQUIDES ......................................................................................................... 27 Deuxième partie ...................................................................................................................... 28 L’étude hydropluviométrique à partir des stations de mesures ........................................ 28 Introduction .............................................................................................................................. 29 A) variations des précipitations et des débits à différentes échelles de temps ......................... 29 1) variations des précipitations ................................................................................................. 29 1.1) précipitations moyennes annuelles et leurs variations .......................................... 29 a)Méthode de la moyenne arithmétique : ................................................................. 30 Station du Sidi Rahal ................................................................................................................ 30 b) variations annuelles des précipitations ................................................................. 31 3 1.2) variations saisonnières des précipitations ............................................................. 33 1.3) précipitations mensuelles interannuelles ............................................................... 34 2) variations des débits des cours d’eau ................................................................................... 38 2.1) les variations annuelles des débits ........................................................................ 39 2.2)variations des débits mensuels ............................................................................... 40 2.3)variations saisonnières des débits de oued R’dat ................................................... 41 B) Corrélation précipitations/débits, précipitations /coefficient d’écoulement et précipitations /déficit ....................................................................................................................................... 42 1)Variations simultanées des précipitations et des débits mensuels ............................ 42 2) corrélation pluies –débits annuels ............................................................................ 44 3)corrélation pluies/débits saisonniers ......................................................................... 45 4)corrélation pluies/ coefficient d’écoulement ............................................................. 45 5) corrélation précipitations/ déficit d’écoulement ...................................................... 48 C) Etude dynamique des crues de l’oued R’dat ....................................................................... 49 1) Analyse de quelques crues exceptionnelles ......................................................................... 50 1.1) exemple de crue simple du oued R’dat ................................................................. 50 1.2)exemple de crue complexe de oued R’dat ............................................................. 51 2) Les crues dans l’année hydrologique ................................................................................... 52 3) variations des temps de montée et de base des crues ........................................................... 53 3.1) variations des temps de base ................................................................................. 53 3.2) variations de temps de montée .............................................................................. 54 Troisième partie: L’analyse fréquentielles des débits et des pluies extrêmes pour l’estimation des débits de pointe pour différentes périodes de retour en utilisant le logiciel HYFRAN .................................................................................................................... 56 A) L’ajustement statistique des variables précipitations et débits .......................................... 57 1) Ajustement des lois à un échantillon des précipitations maximales annuelles .................... 58 1.1) Méthode visuelle ................................................................................................... 58 1.2)Méthode numérique ............................................................................................... 60 1.3) Critères de la loi la mieux adaptée à l’ajustement ................................................ 60 1.4) Estimation des précipitations de pointe journalière .............................................. 61 2)ajustement des lois à un échantillon des débits maximal annuels ........................................ 62 2.1)Méthode visuelle (analyse des graphes) ................................................................ 62 2.2) Méthode numérique (analyse statistique) ............................................................. 65 2.3) Estimation des débits maxima annuels pour différentes périodes de retour ......... 66 4 2.4)critères de la loi la d’ajustement la mieux adaptée pour l’estimation .................... 67 Quatrième partie: L’analyse des impacts environnementaux de l’hydrologie du R’dat sur le milieu et les mesures de protection ............................................................................. 70 A) Les conséquences des crues sur le milieu aval et mesures de protection............................ 71 1) les impacts des crues en aval ............................................................................................... 71 1.1) Les dégâts environnementaux ............................................................................... 71 qualité des eaux de l'oued R'dat............................................................................................75 1) les paramètres mesurés in situ..............................................................................................75 a) pH.........................................................................................................................................75 b) la conductivité......................................................................................................................76 c) l'oxygène dissous..................................................................................................................76 2) la minéralisation....................................................................................................................76 1.2) Les dégâts humains ............................................................................................. 767 1.3) Les dégâts matériels .............................................................................................. 78 2) La protection contre les inondations .................................................................................... 80 1.2)la protection directe ................................................................................................ 80 2.2) la protection indirecte .......................................................................................... 81 Conclusion ................................................................................................................................ 82 Bibliographie ............................................................................................................................ 84 5 Liste des figures Figure 1: carte de la situation géographique du bassin versant du R’dat.................................10 Figure 2 : carte géologique du bassin versant du R’dat ......................................................... 121 Figure 3 : carte de la classification du réseau hydrographique du bassin .. ........................... 126 Figure 4 : carte du réseau hydrographique du bassin ............................................................ 128 Figure 5 : carte hypsométrique du bassin versant du R’dat ..................................................... 20 Figure 6 : carte du pente du bassin versant du R’dat ............................................................... 22 Figure 7 : retangle équivalent du bassin versant du R’dat ....................................................... 24 Figure 8 : variations des précipitations annuelles du bassin versant du R’dat à Sidi Rahal .... 32 Figure 9 : variations saisonnières des précipitations du bassin versant du R’dat..................... 33 Figure10 : précipitations moyennes mensuelles interannuelles à Sidi Rahal ........................... 34 Figure11: variations des précipitationsmensuelles à la station de Taddert .............................. 35 Figure12: variations mensuelles des précipitations à la station de Toufliht............................. 36 Figure 13: variations mensuelles des trois stations du bassin versant du R’dat ……………..37 Figure 14 : variations mensuelles des précipitations au bassin versant du R’dat…………….38 Figure 15 : variations des débits annuels du bassin versant du R’dat à Sidi Rahal………...…39 Figure 16 : variations mensuelles des débits du bassin versant du R’dat……………………..40 Figure 17 :variations saisonnières des débits annuels du bassin à Sidi Rahal………………..41 Figure 18 : variations simultanées des précipitations et débits mensuels du bassin………….43 Figure 19 : corrélation précipitations – débits à la station de Sidi Rahal……………………..44 Figure 20 : corrélation précipitations – débits saisonniers……………………………………45 Figure 21 : corrélation pluies- coefficient d’écoulement……………………………………..47 Figure 22 : corrélation précipitations/ déficit pour le bassin versant du R’dat……………….48 Figure 23: exemple d’une crue simple du bassin versant du R’dat…………………………..50 Figure 24 : exemple d’une crue complexe…………………………………………………...51 Figure 25 : répartition mensuelle des crues du bassin versant du R’dat…………………….52 Figure 26 : temps de base de crues du bassin versant du R’dat à Sidi Rahal……………….53 Figure 27 : temps de montée des crues du bassin versant de R’dat ………………………..54 Figure 28 : ajustement graphique des précipitations maximales annuelles………………….59 Figure 29 : ajustement graphique des débits maxima annuels………………………………..64 Figure 30 : carte de la localisation du point de suivi de la qualité des eaux de surface……...73 Figure 31 : carte montrant l’emplacement des habitations du bassin versant du R’dat………75 Figure 32 : carte montrant l’emplacement du réseau routier du bassin versant du R’dat…….77 6 Liste des tableaux Tableau1 : pourcentage de terrains selon leur perméabilité………………………………10 Tableau2 : pourcentages des surfaces du bassin en fonction des taux d’infiltrations…….13 Tableau3 : couverture d’occupation des sols dans la zone d’étude ………………………15 Tableau4 : dimensionnement du bassin versant du R’dat…………………………………19 Tableau 5 : la répartition des tranches d’altitudes du bassin versant du R’dat……………21 Tableau 6 : récapitulation des paramètres du rectangle équivalent pour le bassin ……….23 Tableau 7 : temps de concentration du bassin versant du R’dat…………………………..25 Tableau 8 : les coordonnées Lambert des trois stations…………………………………..29 Tableau 9 : Moyenne des différentes stations du bassin…………………………………..31 Tableau 10: répartition saisonnière des précipitations du bassin versant du R’dat……….33 Tableau 11 : rapport des débits extrêmes sur le débit moyen……………………………..40 Tableau 12: bilan hydrologique à la station de sidi rahal…………………………………46 Tableau 13 : Nombre et pourcentages des crues du bassin versant du R’dat…………….52 Tableau 14 : Ajustement numériques des lois aux précipitations maximales annuelles….60 Tableau 15 : Statistiques descriptives des précipitations maximales annuelles à la station de Sidi Rahal………………………………………………………………...60 Tableau 16 : Estimation des précipitations maximales journalières selon la loi de Pareto…61 Tableau 17 : estimation des débits de pointe selon les différentes lois d’ajustements……..66 Tableau 18 : Statistiques descriptives de débit maximal annuel à la station de sidi rahal…67 Tableau19 : Débits estimés par la loi de Gumbel empiriquement et par le Hyfran………..69 Tableau 20 : grille simplifié des eaux des oueds (normes marocaines).................................74 Tableau 21 : qualité globale des eaux de surface du bassin versant de R’dat......................75 7 Résume L’étude porte sur le bassin versant du R’dat qui est un affluent de l’oued Tensift. Il couvre une superficie de 532 km², et est limité au Nord par la plaine du Haouz, au Sud par l’axe de la chaîne du Haut Atlas, à l’Est par le bassin versant de Tessaout et à l’Ouest par uploads/Geographie/ fonctionnement-hydrolo-bv-csqces-envi-des-crues-darif.pdf