ETUDE DES ECOULEMENTS DE L’OUED SAF-SAF A KHEMAKHEM

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Fréquence des pluies dans le bassin du Saf-Saf

Les données pluviométriques sont souvent disponible sous forme d’échantillons très larges qui ne sont pas convenables à une interprétation directe (relevés pluviométriques journaliers, mensuels et annuels). Il devient par conséquent nécessaire de synthétiser les caractéristiques des séries traitées par des paramètres numérique suographiques qui expliquent la distribution des fréquences des pluies dans le bassin versant de l’oued Saf-Saf. Il s’agit en pratique de déterminer les critères de tendance centrale : la moyenne ( x ), de dispersion : l’écart type (s), les extrêmes (min et max), le coefficient de variation (CV) et de forme : le coefficient d’asymétrie (G1) des séries étudiées. Les résultats obtenus, présentés en partie au tableau 2, sont repris de façon plus complète dans le tableau ci-dessous.

Evapotranspiration et bilan

Les phénomènes d’évaporation interviennent dans le cycle hydrologique dès le moment où les précipitations, sous forme liquide ou solide, atteignent la surface du sol. De plus, l’humidité du sol, soit qu’elle provienne des pluies récentes infiltrées à faible profondeur, soit qu’elle remonte par capillarité de la nappe phréatique, constitue directement ou par l’intermédiaire de la couverture végétale un aliment important pour l’évaporation.
L’établissement du bilan d’eau d’une région, pour neu période donnée, a pour but la connaissance de la répartition plus ou moins grossière des précipitations entre les composantes suivantes : l’évapotranspiration, le ruissellement et l’infiltration. A l’échelle mensuelle, les résultats du bilan évaporométrique permettent de définir la période excédentaire caractérisée par des sols saturés en eau, ce qui favorise le ruissellement et la genèse des inondations.

Calcul de l’évapotranspiration

L’évapotranspiration est définie comme étant la mmeso des quantités d’eau exprimées en mm, évaporées par la surface du sol et transpiréespar les plantes. Elle est estimée à partir des données des stations de Skikda, Ramdane Djamel, El Harrouch et Zardézas (séries: 1970/71-2008/09).
Le bilan d’eau a été établi par le programme « THORN » qui utilise la formule de Thornthwaite (annexes 5 à 8) en affectant une valeu r de 120 mm à la réserve facilement utilisable (Abdelli et al., 1991). A travers les exemples des postes pluviométriques étudiés (tableau 12), ce bilan montre que dans larégion du Saf-Saf l’évapotranspiration potentielle (ETP) moyenne annuelle varie grossièrement entre 880 et 970 mm. Le maximum mensuel, observé au mois de Août, s’échelonne entre140 et 170 mm. Le minimum s’observe durant la période hivernale (Janvier- Février: 19 à27 mm).

L’infiltration et le stockage dans les dépressions

Parmi les éléments du bilan global d’un bassin versant, l’infiltration est le paramètre le plus délicat à déterminer. La connaissance de la fraction des eaux infiltrées dans le sol (I en mm) présente un intérêt capital dans l’évaluation desauxe stockées dans le sous sol.
Pour des contraintes de mesure, ce facteur ne peut être évalué avec précision. Néanmoins il peut être calculé par résolution de l’équation duilanb global qui s’écrit ; les autres éléments étant connus: P=ETR+(I+S)+R
où R et S sont, respectivement, le ruissellement et le stockage dans les dépressions en (mm).
Si l’on considère que l’évapotranspiration réelle moyenne représente 75.2 % à l’échelle du bassin et que le ruissellement compte pour 14.7 % des pluies tombées, alors la lame retenue dans le bassin représente, par simple différence 10% des pluies.
En définitif, les résultats retenus, mais qui restent quelque peu conservatifs, sont récapitulés au tableau ci-dessous.

Géomorphologie et hydrographie

Le bassin versant est le siège de la transformation des pluies en débits dans les cours d’eau. Il réagit en fonction des précipitations qu’il reçoit .Les caractéristiques hydrologiques dépendent du climat, notamment la pluviométrie, de la géomorphologie du bassin (forme, relief, pente, réseau de drainage,…), des conditions lithologiques et hygrométriques des sols et de la couverture végétale. Dans son ensemble, le cadre structural de la région étudiée est très complexe. Le bassin versant de l’oued Saf-Saf fait partie de la chaîne des maghrébides. Il est limité au Nord par le mole néritique constantinois, représenté par une chaîne de calcaire massif du Crétacé de direction Est-Ouest. Les flancs Est et Ouest présentent des terrains anciens métamorphiques (micaschistes, phyllades, gneiss et marbres). Le Nord-Est est constitué par le domaine pré-kabyle à dominance calcaire. La partie intérieure est essentiellement recouverte par la nappe numidienne (grés et argiles) et par le quaternaire. Ce dernier est caractérisé par des alluvions récentes constituées de limons et de cailloux roulés au fond des vallées. La basse terrasse débute en amont d’El Harrouch et se poursuit jusqu’à Skikda. Elle occupe une très bonne partie de la vallée principale de l’oued. La moyenne terrasse, formée d’alluvions anciennes, occupe les niveaux supérieurs des collines. La figure 6 est une représentation schématique de la couverture lithologique dans le basin.
Conséquence d’une activité tectonique cassante et plicative très importante, le bassin en question se caractérise par un relief particulièrement accentué. Dans le bassin du Saf-Saf, quatre classes de pente ont pu être établies par Kherfouchi in Boulghobra (2006).
Les pentes faibles (0 à 3 %) coïncident avec une su rface réduite limitée à la vallée du Saf-Saf et la plaine de Skikda (Fig.7). C’est une zone d’ac cumulation et est, par conséquent, fortement exposée au risque d’inondation (photos 3 à 6).

Sous-Bassin de l’oued Nessa

L’oued Nessa (à El-Harrouch) draine un bassin, à d ominance marneuse, très compartimenté de 106 km2. Ce bassin, de forme triangulaire et plus ou moins étroit, se trouve à une altitude de 80 m. Il est délimité par une ligne de relief culminant à 300m au Nord et plus de 800m au Sud (col d’El Kentour et Kef Toumiettes).

Sous-Bassin de l’oued Ghbel (Oued Ammeur)

L’Oued Ghbel, long de 17.5 km prend naissance dans la région de Mdjez-Edchich et se déverse en rive droite, sous le nom de Oued Ammeur,dans l’Oued Saf-Saf à trois kilomètres au Sud de Ramdane Djamel. Il draine un bassin assez étendu et de faible pente (superficie planimétrée de l’ordre de 144 km). Tout comme le sous bassin versant de l’oued Zerga à Ramdane Djamel, il est caractérisé par des formations quaternaires peu ou pas perméables, il présente des zones marécageuses.

Sous-Bassin de l’oued Hadarat

Traversant un terrain quasiment quaternaire, l’Oued Hadarat qui prend naissance dans le Djebel Rhédir s’écoule du Sud-Est vers le Nord surune longueur de 15 km.. Il draine un terrain plus ou moins large d’environ 10 km où les pentes sont relativement faibles à modérées. Les sommets des koudiats sont recouvertsde grés numidiens. L’oued Ksob au Sud Ouest et Oued Deb à l’Est drainent respectivement l es eaux des flancs Est d’El Fedj et Sud-Ouest de Fedj-Moussa.

Sous-Bassin de l’oued Zéramna

L’oued Zeramna qui prend naissance dans les zones montagneuses de Bouchtata au niveau de Djebel Staiha (photo 14) draine un bassin de forme allongée. Ayant une longueur de 15.5 Km2. Il s’incise, le long de la nationale 43, dans le socle métamorphique de la petite Kabylie. Le remplissage alluvionnaire, étant de très faible étendue le long de l’oued, devient plus important à partir d’El-Hadaik où la basse terrasse est très marquée. Les flancs Est et Ouest sont caractérisés par des pentes raides favorisantainsi la genèse des crues en périodes des hautes eaux. Les pentes deviennent beaucoup plus faibles au Nord d’El-Hadaik au niveau de la plaine et au fur et à mesure qu’il se rapproche de sa confluence avec le Saf-Saf, à quelques dizaines de mètres à l’Est de la route nationale 44 (à Merdj Edib).
En résumé, on note que l’Oued Saf-Saf ainsi que sesaffluents sont des cours d’eaux intermittents. Une étude de corrélation entre lesongueursl des cours d’eau et les terrains qu’ils drainent obtenue par régression géométrique indiqueque dans l’ensemble, le bassin versant de l’oued Saf-Saf tend à s’allonger au fur et à mesure qu’il s’élargit (Abdelli et al., 1991).

Couvert végétal

Du point de vue hydrologique, la végétation n’est pas à considérer sous son aspect botanique ou phyto-géographique. Mais c’est l’aspect de couverture du sol qui compte le plus. En fait, c’est la densité d’occupation du sol qui intervient comme élément de différenciation tant au niveau de l’écoulement qu’au niveau de dégradation des sols. Si on adopte la classification proposée par Tricart (1963 et 1968) au bassin du Saf-Saf, on distingue les trois catégories suivantes.

Surfaces bien protégées en permanence

Les terrains protégés en permanence correspondent uxa forêts, et aux prairies naturelles ou artificielles permanentes. Dans le bassin versant du Saf-Saf , ils couvrent prés de 25 % de la superficie totale du bassin (28700 ha). Composés essentiellement de maquis, de chêne liège et de chêne Zeen, ils sont représentés par la forête Storad (380 m d’altitude) à l’Est du massif de Ain Zouit, le forêt de l’Oued Saf-Saf (200 – 600 m) à l’Est d’El Harrouch, couvrant le Djebel El Rhédir, la forêt de Bissy (100 – 530 m) ua Sud-Est de Skikda, la forêt de Arb Staiha (570 m) à l’Ouest du bassin et au Nord-Ouest de Si di Mèzghiche (photo 15) et la forêt de Beni Mejaled (400 – 1060 m) à l’extrémité Sud-Est du bassin. Ce taux de couverture reste néanmoins insuffisant.

Variabilité interannuelle du débit

Basé sur une série d’observations de 29 ans (1973/74 – 2001/02), le module annuel moyen est de l’ordre de 1 m3/s. Les valeurs annuelles du débit montrent des fluctuations également très importantes (1996/97: 0.04 m3/s ; 1984/85: 4.10 m3/s). Les fortes irrégularités du débit annuel sont traduites par un CV également important (0.90). La représentation graphique de l’hydraulicité annuelle (Fig. 13) montre que la période considérée s’est grossièrement démarquée par une année normale, 9 années excédentaires et 19 années déficitaires. Les périodes sèches s’étalent le plus souvent sur 3 à 5années successives avant d’être interrompues par une ou deux années humides .

Caractéristiques des hydrogrammes de crue

Pour mieux appréhender les caractéristiques fondamentales des crues (temps de pointe, temps de base, débit de pointe etc..) de l’oued Saf-Saf, on a procédé à la décomposition par la méthode des rapports successifs (Fig. 14) de 31 hydrogrammes relatifs à des crues plus ou moins simples. Le traitement statistique des valeurs obtenues pour chaque paramètre met en lumière les fortes variations des différentes caractéristiques d’une crue à l’autre (annexe 11 et tableau 24). L’analyse des résultats permet de constater, à titre d’exemple, que dans les conditions médiane et moyenne, il est clair que les crues de l’oued Saf-Saf se caractérisent par des montées relativement rapides (6 à 8 heures) et des temps de base de 20 à 22 heures, respectivement. Par conséquent la décrue s’étale sur une période uspl longue (14 heures environ). La figure 15 schématisant la structure des hydrogrammes types moyen, médian et de fréquences 25 et 75 %, montre que dans les conditions médianes (fréquence 50%) prés du tier du volume de la crue est enregistré pendant lamontée des eaux dont le temps de pointe représente approximativement le 1/3 du temps de base (tableau 24).

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : CONTEXTE GEOGRAPHIQUE, HYDROCLIMATOLOGIQUE ET GEOLOGIQUE
1. Situation géographique de la zone d’étude
2. Caractéristiques hydroclimatologiques
2.1. Pluviométrie
2.1.1. Variabilité des précipitations
2.1.2. Fréquence des pluies dans le bassin du Saf-Saf
2.2. Température
2.3. Evapotranspiration et bilan
2.3.1. Calcul de l’évapotranspiration
2.3.2. Estimation du ruissellement
2.3.3. L’infiltration et le stockage dans les dépressions
2.4. Autre facteurs climatiques
3. Géomorphologie et hydrographie
3.1. Sous bassin de l’oued Saf-Saf amont
3.2. Sous-Bassin de l’oued Nessa
3.3. Sous-Bassin de l’oued Ghbel (Oued Ammeur)
3.4. Sous-Bassin de l’oued Hadarat
3.5. Sous-Bassin de l’oued Zéramna
4. Couvert végétal
4.1. Surfaces bien protégées en permanence
4.2. Surfaces incomplètement protégées
4.3. Surfaces mal protégées ou nues
5. Propriétés physiques des sols
6. Conclusion
CHAPITRE II : ETUDE DES ECOULEMENTS DE L’OUED SAF-SAF A KHEMAKHEM
1. Régime d’écoulement
1.1. Débits caractéristiques
1.2. Variabilité mensuelle et annuelle des débits
1.2.1. Variabilité mensuelle des débits
1.2.2. Variabilité interannuelle du débit
2. Analyse des crues
2.1. Caractéristiques des hydrogrammes de crue
2.2. Relation « Averse – Crue »
2.3. Apports de l’oued en crue – Etablissement des courbes
« Débit-Durée-Fréquence »
CHAPITRE III : ANALYSE FREQUENTIELLE DES CRUES EXTREMES DE L’OUED SAF-SAF A KHEMAKHEM
1. Introduction
2. Traitement des données collectées (Qmax et Qjmax)
2.1. Fiabilité des données et caractéristiques de la distribution des fréquences
2.2. Analyse statistique descriptive
a. Evaluation des crues rares dans le bassin du Saf Saf à Khémakhem
b. Tests d’adéquations des ajustements
2.3. Choix du modèle probabiliste pour l’estimation des événements rares
2.3.1. Données synthétiques, intervalles de confiance et incertitudes
3. Essai de corrélations
4. Crues de référence pour l’élaboration des PPRI dans le bassin du Saf Saf
CONCLUSIONS GENERALES-RECOMMANDATIONS
LISTE DES REFERENCES

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