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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Mentouri- Constantine Faculté des Sciences de la terre, Géographie et Aménagement du Territoire N° d’ordre : …………………….. Série : …………………………… MEMOIRE Présenté pour l’obtention du Diplôme de MAGISTER EN AMENAGEMENT DU TERRITOIRE OPTION : GEOMORPHOLOGIE Par KERDOUD SOUHEILA Sous la direction de Mr AMIRECHE Hamza LE BASSIN VERSANT DE BENI HAROUN EAU ET POLLUTION Membres du jury : Mme H. TATAR Maître de Conférence Université .Mentouri- Constantine Président Mr H. AMIRECHE Maître de Conférence Université .Mentouri- Constantine Promoteur Mr M.H. ALI KHOUDJA Professeur Université .Mentouri- Constantine Examinateur Mr A. NEMOUCHI Maître de Conférence Université .Mentouri- Constantine Examinateur -2006- Remerciements Nos remerciements à tous ceux qui ont contribué techniquement ou moralement à l’aboutissement de ce travail. Je remercie tout particulièrement mon encadreur Mr Hamza AMIRECHE, Maître de Conférence au Département des Sciences de la terre, Faculté des Sciences de la terre et d’architecture, Université de Mentouri- Constantine, qui avec compréhension, modestie et compétence m’a permis de mener ce travail à sa fin, qu’il trouve ici l’expression de ma profonde gratitude. Je tiens à remercier le Président du jury, Mme Hafiza TATAR, Maître de Conférence à l’Université de Mentouri- Constantine pour l’honneur qu’elle m’a fait en présidant le jury. Nos remerciements vont également aux examinateurs, Mr Mouhamed El hadi ALI KHOUDJA, Professeur à l’Université de Mentouri- Constantine, Mr Abdelmalek NEMOUCHI, Maître de Conférence, Université de Mentouri- Constantine pour avoir accepter de juger ce travail. Nos sincères remerciements et notre gratitude à toute l’équipe de l’agence A.B.H-C.S.M. à leur tête Mr KHERRAZ Khatim pour leurs aides précieuses, qu’ils soient assurés de notre dévouement sans oublier Leila, Saber, Rafik, et Abdellah. A Mr EL HADEF EL OKKI, de l’Agence National des Ressources Hydrauliques (A.N.R.H), et Mr BENSID de l’Office Nationale de la Météorologie (O.N.M) Que nos collègues enseignants et étudiants de l’Université de Mentouri- Constantine trouvent ici, l’occasion pour nous, de leur souhaiter une bonne continuation pour leurs travaux. Je leur dirai merci pour leurs encouragements, qu’ils soient assurés de notre haute considération. A mes parents, à ma petite famille, et spécialement à mon fils Massil Mohamed El Mehdi TABLE DES MATIERES INTRODUCTION ……….……………….……. 1 PREMIERE PARTIE LE CADRE NATUREL DU BASSIN INTRODUCTION DE LA PREMIERE PARTIE……………………….5 CHAPITRE I : LES CARACTERISTIQUES NATURELLES DU BASSIN 1. PRESENTATION DU BASSIN VERSANT……………………………………….6 2. LE RELIEF………………………………………………………..…………………..8 2.1. Les grands ensembles du relief 2.1.1. Le versant nord de chaîne numidique 2.1.2. Les piedmonts sud-tellien 2.1.3. Les hautes plaines constantinoises 2.2. Les altitudes 2.3. Les pentes 3. LES GRANDS ENSEMBLES GEOLOGIQUES………………………………….11 3.1. La nappe néritique 3.2. Les nappes telliennes 3.2.1. La nappe ultra-tellienne 3.2.2. La nappe sensu strictoes. 3.2.3. La nappe peni-tellienne 3.3. La nappe numedienne 3.4. Les formations post-nappes 3.4.1. Le miopliocène 3.4.2. Les formations quaternaires 4. LES PRINCIPALES FORMATIONS LITHOLOGIQUES ET LEURS CAPACITES DE PERMEABILITE………..……………………………………….16 4.1. Les formations perméables 4.1.1. Les formations calcaires 4.1.2. Les formations quaternaires 4.1.3. Les formations gréseuses 4.2. Les formations imperméables 5. CONCLUSION………………………………………………………………………19 CHAPITRE II : LES CARACTERISTIQUES CLIMATIQUES DU BASSIN 1. INTRODUCTION…………………………………………………………………..20 2. LES PRECIPITATIONS……………………………………………….……………20 2.1 Equipement du bassin 2.2 Les variations spatiales des précipitations 2.3 Les variations temporelles des précipitations 2.3.1. Les variations interannellles 2.3.2. Les variations saisonnières 2.3.3. Les variations mensuelles 3. LES TEMPERATURES……………………………………………………………..28 3.1. Equipement de mesure 4. RELATION PRECIPITATIONS-TEMPERATURE…………….……………….30 5. EVAPO-TRANSPIRATION…………………………………….…………………..31 6. LE BILAN HYDRIQUE DANS LE BASSIN………………………………………32 7. CONCLUSION………………………..……………………………………………..34 CHAPITRE III : LES CARACTERISTIQUES HYDROLOGIQUES DU BASSIN 1. INTRODUCTION………………………………..…………………………………..35 2. PRESENTATION DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE………….…………..…35 3. ETUDE MORPHOMETRIQUE DU BASSIN……………………………………..40 3.1. Les indices de reliefs (hypsométriques) 3.2. Les indices de taille et de forme 3.3. Les indices de l’organisation du réseau hydrographique 3.3.1. Densité de drainage 3.3.2. Temps de concentration 4. ETUDE DES DEBITS………………….……………………………………..….….44 4.1. L’équipement hydrométrique 4.2. Critique des données CONCLUSION DE LA PREMIERE PARTIE………….……..….52 DEUXIEME PARTIE LA POLLUTION DES EAUX DANS LE BASSIN INTRODUCTION DE LA DEUXIEME PARTIE………………..….53 CHAPITRE I : LA POLLUTION URBAINE I. INTRODUCTION……………………………………………………..…………….54 2. RESEAU DE SURVEILLANCE DE LA QUALITE DES EAUX DE SURFACE…………………………………………………..………………………55 3. EVALUATION DE LA QUALITE……………………………………………….56 4. METHODOLOGIE DE CLASSIFICATION………………………..……………56 CHAPITRE II : LA POLLUTION INDUSTRIELLE 1. INTRODUCTION………………………………………………..…………………68 2. PRESENTATION DU TISSU INDUSTRIEL……………….……………………68 3. L’EAU MATIERE PREMIERE…………………………….…………………….70 3.1. L’eau effluent 3.2. Caractérisation des effluents 3.2.1. Industries agroalimentaires 3.2.2. Tanneries et industries de cuir 3.2.3. Industries textiles 3.2.4. Chimie-para chimie-Pétrole 3.2.5. Les industries minérales 3.2.6. Sidérurgie et métallurgie 3.3. Qualité des rejets et traitement des eaux rejetées 3.4. Evaluation des rejets 3.4.1. La température 3.4.2. Le pH 3.4.3. La demande chimique en oxygène (DCO) 3.4.4. La demande chimique en oxygène (DBO5) 3.4.5. Les matières en suspension 3.4.6. L’azote kjeldahl total (NKT) 3.4.7. Le fer 3.4.8. Le zinc 3.4.9. Le Cuivre 3.4.10. Le cadmium CHAPITRE III : LA POLLUTION AGRICOLE 1. INTRODUCTION…………………………………………………………………..86 2. L’ASPECT QUANTITATIF………………………………………….……………..86 2.1. Les grands périmètres d’irrigation 2.2. La petite et Moyenne Hydraulique 3. L’ASPECT QUALITATIF………………………………………………………….95 3.1. Les nitrates et les eaux de surface 3.1.1 Interprétation des analyses 3.1.2 Les Nitrates et les eaux souterraines 4. CONCLUSION…………………………………………………….……..……….101 CONCLUSION GENERALE………………..…………….102 SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE……………………………………………………..….…..…..1 PREMIERE PARTIE LE CARDRE NATUREL DU BASSIN INTRODUCTION DE LA PREMIERE PARTIE……………………………………….…….5 Chapitre I : LES CARACTERISTIQUES NATURELLES 1. PRESENTATION PHYSIQUE DE L’AIRE D’ETUDE…………………………………….7 2. LE RELIEF………………………………………………………………………………….…9 2.1. Les grands ensembles du relief……………………………………………….…….…9 2.1.1. Le versant nord de la chaîne numidique………………………………………...9 2.1.2. Les piedmonts sud-tellien…………………………………………………….…9 2.1.3. Les hautes plaines constantinoises…………………………………………….11 2.2. Les altitudes……………………………………………………………………….…11 2.3. Les pentes……………………………………………………………………………13 3. LES GRANDS ENSEMBLES GEOLOGIQUES……………..……………………..…..…15 3.1. La nappe néritique…………………………………………………………………...15 3.2. Les nappes telliennes………………………………………………………………...15 3.2.1. La nappe ultra-tellienne……………………………………………………….15 3.2.2. La nappe sensu stricto………………………………………………………...16 3.2.3. La nappe peni-tellienne………………………………………………………..16 3.3. La nappe numidienne………………………………………………………………...17 3.4. Les formations post-nappes……………………………………………………….…17 3.4.1. Le miopliocène……………………………………………………………..….17 3.4.2. Les formations quaternaires…………………………………………………...17 4. CAPACITE DE PERMEABILITE DES FORMATIONS LITHOLOGIQUES…….…...18 4.1. Les formations perméables…………………………………………………………..18 4.1.1. Les formations calcaires ……………………………………………………...18 4.1.2. Les formations gréseuses………………………………………………….…..20 4.2. Les formations imperméables…………………………………………………….….20 CONCLUSION…………………………………………………………………………..……...21 Chapitre II : LES CARACTERISTIQUES CLIMATIQUES 1. LES PRECIPITATIONS……………………………………………………………….……22 1.1. Les variations interannellles…………………………………………………….…...24 1.2. Les variations saisonnières……………………………………………………….….26 1.3. Les variations mensuelles………………………………………………..………..…28 2. LES TEMPERATURES………………………………………………………………….….31 3. RELATION PRECIPITATIONS-TEMPERATURE……………………………………...33 4. EVAPO-TRANSPIRATION………………………………………………………………...34 5. LE BILAN HYDRIQUE DANS LE BASSIN………………………………………………34 CONCLUSION…………………………………………………………………………….……36 Chapitre III : LES CARACTERISTIQUES HYDROLOGIQUES 1. PRESENTATION DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE………………………..………...37 2. LA MORPHOMETRIE ………………………………………………………………….….40 2.1. Les indices de reliefs (indices hypsométriques)……………………………………42 2.2. Les indices de taille et de forme…………………………………………………....42 2.3. Les indices de l’organisation du réseau hydrographique…………………….….…43 2.3.1 La densité de drainage…………………………………………………….....44 2.3.2. Le temps de concentration…………………………………………………..45 3. LES DEBITS……………………………………………………………………………….…45 3.1. Variabilité annuelle et inter-annuelle des débits………………………………….….46 3.2. Variabilité saisonnière et mensuelle des débits……………………………………...47 4. LES DEBITS EXTREMES……………………………………………………………….....51 4.1. Les débits maximums………………………………………………………………..51 4.2. Les étiages…………………………………………………………………………...52 CONCLUSION…………………………………………………………………………………53 CONCLUSION DE LA PREMIERE PARTIE……………………………….…….……..….54 DEUXIEME PARTIE LA POLLUTION DES EAUX DANS LE BASSIN INTRODUCTION DE LA DEUXIEME PARTIE…………………………………………....55 Chapitre I : LA POLLUTION URBAINE 1. ALIMENTATION EN EAU POTABLE……………………………………………………57 2. L’EAU REJETEE………………………………………………………………………….…58 2.1. L’assainissement et le traitement des eaux rejetées…………………………………...58 2.2. La qualité des eaux…………………………………………………………….………58 2.2.1. Le réseau de surveillance de la qualité des eaux de surface…………….………58 2.2.2. Les altérations et leurs paramètres……………………………………………...60 2.2.2.1. Les matières organiques et oxydables…………………………….……60 2.2.2.2. Les matières azotées………………………………………………....…61 2.2.2.3. Les matières phosphorées……………………………………………....61 2.2.2.4. La minéralisation…………………………………………………….....61 2.2.2.5. Les particules en suspension…………………………………………....61 2.2.3. Méthodologie de classification…………………………………………………....62 2.2.4. Interprétation des analyses………………………………………………..………63 2.2.4.1. Par station…………………………………………………………..…….63 2.2.4.2. Par altération et paramètre………………………………………….…….66 CONCLUSION…………………………………………………………………………….……85 Chapitre II: LA POLLUTION INDUSTRIELLE 1. LE TISSU INDUSTRIEL ……………………………………………………………..…..…86 2. L’EAU INDUSTRIELLE ……………………………………………………………..…….88 3. L’EAU EFFLUENT …………………………………………………………………………90 3.1. Caractérisation des effluents ………………………………………………………..90 3.2. Traitement des eaux industrielles rejetées…………………………………….……..93 3.3. Evaluation de la qualité des rejets …………………………………………….…….92 3.3.1. La température………………………………………………………….……..94 3.3.2. Le pH……………………………………………………………………….…95 3.3.3. La demande chimique en oxygène (DCO)………………………………..…..96 3.3.4. La demande biochimique en oxygène (DBO5)…………………………….…...97 3.3.5. Les matières en suspension ………………………………………………..…..99 3.3.6. L’azote kjeldahl total (NKT)…………………………………………………100 3.3.7. Le fer ……………………………………………………………………….…101 3.3.8. Le zinc…………………………………………………………………………102 3.3.9. Le Cuivre ……………………………………………………………..……….102 3.3.10. Le cadmium…………………………………………………………..………103 3.4. L’efficacité des traitements…………………………………………………..……..104 CONCLUSION…………………………………………………………………………….…..107 Chapitre III : LA POLLUTION AGRICOLE 1. L’ASPECT QUANTITATIF ………………………………………………………………108 1.1. Les grands périmètres d’irrigation (GPI)…………………………………………..108 1.2. La petite et moyenne hydraulique………………………………………………….111 2. L’ASPECT QUALITATIF ……………………………………………………………..….111 2.1. Méthodologie de classification………………………………………………….….113 2.2. Les nitrates et les eaux de surface…………………………………………………..113 2.3. Les Nitrates et les eaux souterraines……………………………………………..…119 CONCLUSION…………………………………………………………………………….…..123 CONCLUSION DE LA PREMIERE PARTIE…………………………….….……..….…...124 CONCLUSION GENERALE…………………………………………………………………125 BIBLIOGRAPHIE ANNEXE Liste des cartes Carte N°01: Localisation du bassin. ………………………………………………………………6 Carte N°02:B.V Beni Haroun: Les entités administratives………………………………..………8 Carte N°03: Les altitudes dans le bassin………………………………………………………….10 Carte N°04: Les pentes dans le bassin…………………………………………………………....12 Carte N°05: La structure………………………………………………………………………….14 Carte N°06: Les ensembles lithologiques……………………………………………………..….19 Carte N°07: Les Stations Hydro-pluviométriques…………………………………………..……23 Carte N°08: Le réseau hydrographique……………………………………………………..…….38 Carte N°09: Réseau de surveillance de la qualité des eaux de surface…………………………...59 Carte N°10: Qualité des matières Organiques et Oxydables (1994-1998)…………………….....68 Carte N°11: Qualité des matières Organiques et Oxydables (1999-2003)………………….…....69 Carte N°12: Qualité des matières Azotées (1994-1998)…………………………………………73 Carte N°13: Qualité des matières Azotées (1999-2003)…………………………………………74 Carte N°14: Qualité des matières phosphorées (1999-2003)…………………………………….76 Carte N°15: Qualité des matières phosphorées (1999-2003)……………………………….……77 Carte N°16: Qualité des matières en suspension (1994-1998)…………………………………...79 Carte N°17: Qualité des matières en suspension (1998-2003)………………………………..….80 Carte N°18: La minéralisation (1994-1998)……………………………………………………...83 Carte N°19: La minéralisation (1999-2003)…………………………………………………..….84 Carte N°20: Implantation des industries……………………………………………………….....87 Carte N°21: Les périmètres et zones d'irrigation dans le bassin de Beni Haroun………………109 Carte N°22: Les nitrates dans les eaux de surface (1994-1998)………………………………...116 Carte N°23: Les nitrates dans les eaux de surface (1999-2003)………………………….……..117 Carte N°24: Localisation des points de surveillance de la qualité des eaux souterraines………118 Carte N°25: Les nitrates dans les eaux souterraines (1994-1998)………………………………121 Carte N°26: Les nitrates dans les eaux souterraines uploads/Geographie/ ker4811-pdf.pdf