Simulation de la recharge artificielle de nappe en oued par un modèle à réservoirs Use of a reservoir model to simulate artificial groundwater recharge

Résumé

Dans la zone semi-aride de Tunisie centrale, un grand barrage a été construit en 1982 sur l'oued Zeroud, dont l'infiltration des crues naturelles constituait jadis la principale source d'alimentation des nappes de la plaine de Kairouan. Ce barrage est destiné à l'écrêtement des crues, l'irrigation et à la recharge des nappes à l'aval de la retenue.

Entre 1988 et 1996, plus de 70 millions de m3 d'eau ont été mobilisés sous forme d'ondes de lâchers à partir du barrage pour la recharge artificielle par infiltration dans le lit de l'oued. Le suivi des ondes de lâchers est effectué sur 3 stations de contrôle disposées sur une distance de 40 km le long du lit. L'analyse de l'évolution des débits a révélé que la capacité d'infiltration du lit augmente progressivement avant de se stabiliser, mettant en évidence l'effet de l'air sur le processus de recharge.

Un modèle conceptuel à réservoirs conjuguant fonctions de production et de transfert avec discrétisation spatiale a permis de modéliser la propagation et l'infiltration des ondes de lâchers le long de l'oued. Son ajustement sur un échantillon de six événements de lâchers a fourni des résultats satisfaisants. Même si la validation reste insuffisante en raison de la rareté des données, ce modèle peut constituer un premier outil d'évaluation de l'efficacité de la recharge et de prédiction de son impact sur la nappe souterraine de la plaine de Kairouan.

Mots-clés:

• Propagation de crue,
• infiltration,
• effet de l'air,
• recharge de nappe,
• modèle à réservoirs,
• zone semi-aride

Abstract

In semi-arid central Tunisia, flood infiltration through the streambed of the ephemeral Zeroud Wadi has long been the principal mechanism of recharging aquifers beneath the plains of the city of Kairouan. In addition to controlling infiltration, a dam built on the Zeroud in 1982 to supply water to Kairouan also protects the city from floods.

From 1988 to 1996 over 70 million cubic meters of dam-held water were mobilized in the form of flood waves over the stream channel to recharge the Kairouan aquifers. Analysis of flow discharges measured at three control stations spanning 40 km of the stream reveals that infiltration is reduced during initial flood-wave spreading and increases gradually before stabilizing. The differential rate of infiltration is thought to be caused by interstitial air initially present.

A conceptual reservoir model based on production and transfer functions with spatial discretization was used to simulate flood-wave propagation and infiltration along the Zeroud. After calibration with six flood events the model produced satisfactory results. Though current data scarcity prevents its validation, the model constitutes a prototype for the evaluation of recharge efficiency and for the prediction of recharge impact on Kairouan aquifers.

Keywords:

• Wave propagation,
• infiltration,
• air effects,
• groundwater recharge,
• reservoir model,
• semi-arid zone