LE DIAGNOSTIC ET EVALUATION DES RESSOURCES ET BESOINS

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Milieu physique :

Relief et paysages :

La région Betsileo présente un relief montagneux, heurté par des massifs vigoureux isolés et sillonnés par des dépressions étroites.
Le relief est accidenté donc favorable à l’installation d’une station hydroélectrique. L’altitude moyenne oscillant autour de 1300 m explique le tracé sinueux de la RN7 dans la région .Le district est drainé par de nombreux petits cours d’eau qui alimente plus de 150 micro- barrages.
Des vallées plus ou moins étendues se dessinent entre les massifs les plus larges et les plus célèbres se trouvant dans la zone centrale (les plaines d’Ankona) et dans la zone orientale (les plaines de Vatoraraka).

Climat :

Le climat est de type tropical d’altitude avec pluviométrie moyenne annuelle comprise entre 1.000 mm et 1.500 mm et des températures variant entre 6°C et 28°C. La saison de pluie est comprise entre le mois de Novembre et Avril et la saison sèche, du mois d’Avril jusqu’en Octobre.
On observe cependant deux zones micro-climatiques relativement bien distinctes :
A l’Est, un climat plus humide toute l’année, favorisé par le passage de l’ Alizé, un vent permanent apportant beaucoup de pluie dans cette région. La température y est fraîche surtout durant l’hiver. L’Ouest a un climat plus chaud et plus sec car en arrivant dans cette localité, l’Alizé a presque perdu tout son humidité en passant par les reliefs montagneux de l’Est.
Le régime des vents est modéré à cause de la disposition du relief. Notons que malgré la dégradation de l’environnement actuel, ces deux zones micro-climatiques restent encore plus ou moins respecter.

Ressources en eaux (hydrographie et hydrologie) :

On y rencontre plusieurs sources qui alimentent les rivières des environs. La présence de ces dernières favorise la construction de nombreux ouvrages hydrauliques afin d’assurer le bon assainissement du milieu ambiant et de la chaussée.
L’ensemble du district surtout pour la partie orientale du lieu fonctionne comme un réservoir d’eau. Son rôle est d’irriguer tous les périmètres existants sur le district et également l’usine Hydro – électrique de Ranomafana Ifanadiana. Ce réservoir constitue aussi l’une des réserves potentielles futures pour les eaux domestiques et les eaux industrielles d’Ambohimahasoa et de Fianarantsoa.
Le district est partagé par deux bassins versants :
Etude des ressources en eau de la centrale hydroélectrique d’Ambohimahasoa
– Le versant occidental rattaché au fleuve Matsiatra (affluent du fleuve Mangoky), qui inclut tous les communes sauf Ambalakindresy. Dans ce versant, d’autres rivières affluentes se déversent dans le Matsiatra et principalement l’Imango. L’Ankona traverse les communes d’Ankafina, de Morafeno, de Manandroy, d’Ampitana, d’Ankerana, de Sahave et d’Ambohinamboarina. Les ressources en eaux sont abondantes, surtout pour les eaux de surfaces. Ambohimahasoa est parmi les pays de betsileo traversés par un grand nombre de cours d’eau.
– Le versant oriental rattaché au fleuve Namorona qui prend ses sources au sud d’Ambatosoa avant de se diriger vers Ranomafana.

Milieu Biologique :

La végétation et la foresterie :

La zone d’étude est couverte de « Bozaka ». Ce type de couverture végétale détermine l’aspect général de la région. La forêt, située à l’Est du district représente 13,41% du territoire.
Le domaine forestier recensé représente 33.928ha, dont :
• 65% de forêt naturelle
• 34% de forêt de pin
• 1% de forêt d’eucalyptus.

ETUDE PLUVIOMETRIQUE :

C’est un facteur primordial de genèse des crues sur un bassin versant.
Cette étude a pour but :
– De déterminer la hauteur et l’intensité des pluies dans la zone d’étude.
– D’évaluer les apports du bassin versant et les débits de crue en fonction de la fréquence des pluies ; ce qui permet d’estimer la quantité d’eau annuelle qui se déverse dans le réservoir ;
– D’appréhender le mécanisme de l’écoulement dans le bassin versant pendant la période d’observation.

Pluies moyennes mensuelles et annuelles :

Par définition. la pluviométrie moyenne mensuelle respectivement annuelle d’une série d’observations est la moyenne arithmétique des pluviométries mensuelles respectivement annuelles enregistrées pendant les années d’observation de la série.
Ces pluies de différentes fréquences seront obtenues par ajustements suivants des lois de distributions classiques telles les lois de GAUSS ou GALTON. Pour notre étude ; on prendra la loi de GAUSS.
La pluviométrie moyenne interannuelle calculée est P = 879,3mm et l’écart-type ; σ = 169,1mm.

Pluies maximales journalières :

Les pluviométries maximales journalières permettent de noter les précipitations les plus fortes de chaque année. Dans ce cas, il sera intéressant également d’étudier la distribution interannuelle des pluies de différentes fréquences (2, 5, 10, 50, 100ans) par un ajustement suivant la lois de distributions classiques telles que les lois de GUMBEL ou FRECHET.

Les pluies moyennes des différentes fréquences :

Les pluies moyennes interannuelles des différentes fréquences sont obtenues en appliquant aux données pluviométriques la loi de distribution classique de GAUSS.

Les résultats sont trouvés dans l’annexe 3.

La répartition des pluies des différentes fréquences :

Pour obtenir la répartition mensuelle de la pluviométrie pour une période de retour ; nous devons connaître le pourcentage mensuel des pluviométries et la valeur de la pluviométrie moyenne interannuelleP .

Cette répartition mensuelle est exprimée par la formule suivante : PFj = (%Pj ) ⋅PF

PFj : pluviométrie de la fréquence F pour le mois j, [mm]

(%Pj): pourcentage de la pluviométrie pour le mois j, [%]

Département hydraulique RAZANADRAKOTO Rijaniaina

Etude des ressources en eau de la centrale hydroélectrique d’Ambohimahasoa

PF : pluviométrie moyenne de la fréquence F, [mm]

Pour l’année sèche (F = 1 ): P= – uσ P TF

Pour l’année humide (F =1- 1 ) : P = + uσ PTF

BILAN HYDROLOGIQUE :

Le cycle de l’eau :

Le sujet d’intérêt fondamental de l’hydrologie est le cycle de l’eau, qui joue un rôle fondamental sur la redistribution de l’énergie solaire à la surface de la Terre.
Département hydraulique RAZANADRAKOTO Rijaniaina
Etude des ressources en eau de la centrale hydroélectrique d’Ambohimahasoa
Nationale du Génie Rural, des Eaux et Forêts Centre de : Paris

L’infiltration :

L’infiltration est la pénétration de l’eau de ruissellement dans le sol, elle dépend de la capacité d’infiltration f du sol, donc des caractéristiques de ce dernier. C’est l’intensité maximum de pluie que le sol peut absorber lorsque l’intensité de la pluie reçue est égale ou supérieure à f. L’excédent d’eau concourt au ruissellement de surface vers l’exutoire du réseau hydrographique.

Ruissellement :

L’eau qui n’est pas absorbée par le sol et qui coule plus ou moins librement à sa surface.

L’évaporation :

Les hydrologues désignent par évaporation l’ensemble des phénomènes qui transforment en vapeur, par un processus spécifiquement physique, l’eau apportée par les précipitations et la renvoient dans l’atmosphère.

La transpiration :

De grandes quantités d’eau sont évaporées par le processus de la transpiration des plantes, lesquelles par leurs racines vont puiser dans le sol l’eau nécessaire à leurs développements et à leurs vies ; cette évaporation biologique est appelée transpiration.

L’évapotranspiration et l’évapotranspiration réelle :

On groupe sous le nom d’évapotranspiration l’ensemble des processus d’évaporation et de transpiration. L’évapotranspiration est la somme de la transpiration de la couverture végétale (à travers les stomates des plantes) et de l’évaporation des sols et des surfaces d’eau libre.
L’évapotranspiration potentielle :
Thornthwaite, en 1948 est le premier à introduire le concept d’évapotranspiration potentielle. Dans un contexte de classification du climat, selon lui : « Il y a une distinction entre le volume d’eau qui est effectivement évapotranspiré et celui qui pourrait être évapotranspiré, s’il était disponible. Lorsque la disponibilité en eau augmente, l’évapotranspiration atteint un maximum qui dépend uniquement du climat. » C’est ce que nous pourrions appeler ‘évapotranspiration potentielle’, en distinction de ce que l’on désigne
Etude des ressources en eau de la centrale hydroélectrique d’Ambohimahasoa comme évapotranspiration réelle (ETR). Ce dernier étant la valeur de ce flux à un instant donné ou de sa moyenne sur une période donnée, pour une station donnée.
Le bilan hydrologique de THORNTHWAITE permet de connaître l’évolution de la nappe d’eau dans le bassin versant par rapport aux régimes climatiques et hydrologiques.
Le bilan annuel hydrologique d’un bassin est exprimé de la façon la plus générale par la formule : P=ETR+R ± ΔS
Dans laquelle
P : précipitation [mm] ;
ETR : évapotranspiration réelle [mm] ;
R : ruissellement [mm] ;
ΔS : Variation de stock d’eau dans la nappe [mm] ;
Cette méthode a pour principe de déterminer l’ETR, R et ΔS données en annexe 8.

Calcul de l’évapotranspiration :

L’évapotranspiration est la somme de l’eau utilisée par les plantes pour leurs constructions (à travers la transpiration du couvert végétal par les stomates des plantes) et de l’évaporation des sols et des surfaces d’eau libre. On désigne comme évapotranspiration réelle (ETR) : la valeur de ce flux à un instant donné ou de sa moyenne sur une période donnée, pour une station donnée autrement dit l’ ETR est l’évapotranspiration existante c’est-à-dire celle qui apparaît dans les conditions réelles. Lorsque la disponibilité en eau n’est pas limitative, ce flux tend vers une limite appelée évapotranspiration potentielle (ETP). Ce dernier concept, essentiellement théorique, caractérise une certaine demande en eau exercée par le milieu.
Il existe des formules qui peuvent être utilisées pour déterminer la valeur de l’ETP mais leurs utilisations dépendent aussi de la connaissance des données recueillies au sein du service de la météorologie.

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : PRESENTATION GENERALE ET ETUDES SOCIO – ECONOMIQUES DE LA ZONE D’ETUDE
I – PRESENTATION GENERALE
I 1 Situation géographique d’Ambohimahasoa :
I 2 Identification et localisation du site de projet :
I 3 Superficie physique de la population et densité démographique d’Ambohimahasoa :
I.6 Milieu Biologique :
I.7 Milieu humain :
II ETUDEs SOCIO – ECONOMIQUES DE LA ZONE D’ETUDE :
II.1- Les activités :
II 2- Les infrastructures et équipement socio- collectifs :
CHAPITRE II : ETUDES HYDROLOGIQUES
I ETUDE PLUVIOMETRIQUE :
I 1 Pluies moyennes mensuelles et annuelles :
I 2 Pluies maximales journalières :
I 3 Les pluies moyennes des différentes fréquences :
I 4 La répartition des pluies des différentes fréquences :
II- ETUDE HYDROLOGIQUE PROPREMENT DITE :
II-1 Détermination des caractéristiques des bassins versants :
II-2 Indice de pente :
II-3 Le temps de concentration :
II- 4 Etude des apports :
II-5 Etudes des crues :
II-6 Débits de crues :
II – BILAN HYDROLOGIQUE :
III 1- Le cycle de l’eau :
III 2- Calcul de l’évapotranspiration :
III 3 Résultat du bilan et interprétation :
III 4 Résultat de bilan hydrologique :
CHAPITRE III : LE DIAGNOSTIC ET EVALUATION DES RESSOURCES ET BESOINS
I – EVALUATION QUANTITATIVE DE LA RESSOURCE EN EAU
I 1 Les principaux problèmes
I 2 Disponibilité de la ressource en eau sur le site
I 3 Evaluation des ressources en eau : disponibilités et demande
I 4 Evaporation annuelle
I 5 La gestion intégrée des ressources en eaux
I 6 Condition d’exploitation des ressources en eau
II BESOINS AGRICOLES ET BESOINS URBAINS
II 1 La riziculture
II 2 Les besoins en eau d’irrigation
II 3 Débit
II 4 Besoins nets
III – BESOINS EN EAU DE LA TURBINE
III 1- Généralité
III 2- Caractéristique de la microcentrale
III 3- Calcul de la puissance appelée
III 4 – Calcul de besoin en énergie électrique
III 5- Adéquation de ressource – besoin en eau
IV- EVALUATION DES RESERVES DISPONIBLES
IV 1- But de cette évaluation
IV 2- Méthode à suivre pour déterminer les réserves
IV 3- Estimation de la capacité du réservoir
V – LAMINAGE D’UNE CRUE
V 1- Fonctionnement du système
V 2- Hydrogramme de crue
V 3- Définition de chaque paramètre
V 4 – Epure de Blackmore
V 5- La revanche
V 6 – Le niveau normal des eaux (NNE)
V 7 – Le niveau des plus hautes eaux (NPHE)
CHAPITRE IV : LES OUVRAGES A REHABILITER
I- Vue d’ensemble de la région Ambohimahasoa
II- Historique et localisation
III- Description générale de l’ouvrage
III-1 Caractéristiques de l’aménagement
III 2 L’aménagement hydraulique
III-3 Les barrages :
CHAPITRE V : ETUDE D’IMPACT EN VUE DE PROTEGER LES RESSOURCES EN EAU EXISTANTES SUR LE SITE
I – Exigences légales, réglementaires et administratives
I-1 Charte de l’Environnement
I- 2 Les problèmes rencontrés actuels sur le site
II-Identification et analyse des impacts attendus
II-1 Introduction
II-2 Impacts Potentiels sur l’Environnement
II- 3 Impacts positifs
II-4 Impacts Négatifs sur l’Environnement
III-Evaluation des impacts
III-1 Généralités
V- Mesures envisagées pour prévenir, supprimer, réduire ou compenser les conséquences du projet :
IV-1 Mesures compensatoires générales
V- Plan de gestion environnemental
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE