Revue des sciences de l’eau
Journal of Water Science
Volume 32, numéro 2, 2019
Sommaire (6 articles)
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Tendance des précipitations et évolution des écoulements dans un cadre de changement climatique : bassin versant de l’oued Mina en Algérie
Faiza Hallouz, Mohamed Meddi, Gil Mahe, Hafsa Karahacane et Salah Eddine Ali Rahmani
p. 83–114
RésuméFR :
Cette étude porte sur l’analyse de la variabilité spatiale et temporelle des indices de précipitation, température et débit dans le bassin versant de l’oued Mina (6 048 km2) dans le Nord-Ouest algérien pendant la période de 1979 à 2013. L’application du test non paramétrique de Kruskal-Wallis sur les indices de pluies a révélé que le total annuel des pluies et le nombre maximal de jours consécutifs pluvieux présentent une grande variabilité spatiale. Le nombre de jours de forts débits diminue du nord vers le sud du bassin. Quant au test de Mann-Kendall, il a révélé une tendance décroissante du total annuel des pluies. En revanche, les températures maximales et minimales ont significativement augmenté dans le temps. Il en est de même des séquences des jours secs consécutifs, des intensités des pluies et des jours extrêmement pluvieux. Aussi, la fréquence des jours avec des forts débits a diminué alors que celle avec des faibles débits a augmenté dans les trois oueds de Mina, Haddad et El Abd. Enfin, la baisse de pluies et l’augmentation de la température ont généré une diminution des ressources en eau.
EN :
This study focuses on the analysis of the spatial and temporal variability of precipitation, temperature, and discharge indices in the wadi Mina watershed (6 048 km2) in the Algerian northwest during the period of 1979-2013.The application of the non-parametric test of Kruskal-Wallis on rainfall indices has revealed that the total annual rainfall and the maximum number of consecutive rainy days show a large spatial variability. The number of days with high discharge decreases from the north to the south of the basin. As for the Mann-Kendall test, it revealed a decreasing trend in total annual rainfall. On the other hand, the maximal and minimal temperatures significantly increased with time. It was the same for the sequences of consecutive dry days, rainfall intensities and extremely rainy days. Also, the frequency of days with high discharge has decreased, while that with low discharge has increased in the three wadis Mina, Haddad and El Abd. Finally, the decrease in rainfall and the increase in temperature have generated a decline in water resources.
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Apport de la variabilité spatiale des caractéristiques physiques du bassin versant dans la modélisation hydrologique et les sous-produits du bilan hydrologique : cas du bassin versant de l’aval Mekerra, Algérie
Abdelkader Otmane, Kamila Baba Hamed et Abderrazak Bouanani
p. 117–144
RésuméFR :
Les avancées technologiques en matière d’acquisition de données spatialisées offrent la possibilité de prendre en compte la répartition spatiale des caractéristiques physiques du bassin versant dans la modélisation hydrologique. Cet article présente une étude comparative des performances entre un modèle hydrologique semi-distribué à base physique SWAT (Soil and Water Assessment Tool) et un modèle global à réservoirs GR4J (Génie rural à quatre paramètres journaliers) appliqués au bassin versant de l’aval Mekerra. Pour ces deux modèles, les données de pluie et de la température sont similaires, la seule différence est la façon de considérer les différents processus du cycle hydrologique en interaction avec les caractéristiques physiques du bassin. L’approche semi-distribuée semble donner des résultats légèrement meilleurs que l’approche globale sur le cas d’étude. Ceci est dû vraisemblablement à la spatialisation des caractéristiques physiques du bassin versant ainsi qu’à une meilleure représentation de la fonction de transfert du processus hydrologique du modèle SWAT. Cette étude met en évidence l’intérêt de la télédétection et du système d’information géographique (SIG) dans la facilité de l’introduction des caractéristiques physiques du bassin pour une utilisation optimale de la capacité du modèle. De plus, les résultats trouvés montrent l’intérêt d’utilisation du modèle SWAT sans pour autant prétendre à sa supériorité, car il peut offrir des résultats probants dans certains cas comme notre bassin et être moins performant dans d’autres.
EN :
Technological advances in the acquisition of spatial data offer the possibility of taking into account the spatial distribution of the watershed physical characteristics in hydrological modelling. In order to do this, we have chosen to compare the performances of a semi-distributed hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool) and a global reservoir model GR4J (Rural engineering model with four daily parameters) in the Lower Mekerra watershed. For these two models, rain and temperature data are the same, the difference is how they consider the various processes of the hydrological cycle in interaction with the physical characteristics of the basin. The semi-distributed approach seems to give slightly better results than the global approach for the case study. This is probably due to the spatialization of the physical characteristics of the watershed as well as to a better representation of the hydrological transfer function in the SWAT model. This study highlights the interest of remote sensing and geographic information system (GIS) in the ease of introducing the physical characteristics of the basin for optimal use of model capacity. Moreover, the results found show the interest of using the SWAT model without claiming its superiority because it can offer convincing results for some cases like our basin and be less efficient for others.
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Développement d’un sih pour l’amélioration des connaissances techniques sur le réservoir et le fonctionnement hydrodynamique de la nappe de Rmel (Maroc)
Mohamed Jalal El Hamidi, Abdelkader Larabi, Mohamed Faouzi et Rachid Essafi
p. 147–162
RésuméFR :
La majorité des centres urbains et ruraux du bassin du Bas-Loukkos (nord du Maroc) sont généralement situés sur la côte et les plaines côtières. L'augmentation de la demande en eau due à la démographie et au développement agricole est accompagnée par une pression sur les eaux souterraines. Cette situation a entraîné une baisse significative du niveau piézométrique et peut éventuellement causer un déficit du bilan hydrique de la nappe en provoquant une dégradation de la qualité de l'eau douce par invasion des eaux marines. La zone d'étude de Rmel-Oulad Ogbane, couvrant une superficie de 305 km2, est située dans le bassin du Bas-Loukkos au sud de la ville de Larache. Afin de fournir une meilleure caractérisation de l’aquifère, il a été décidé d'organiser toutes les données dans des formats standard stockés dans une base de données numérique SIH (Système d'information hydrogéologique). Cette base de données SIH développée englobe un menu très varié relatif aux réservoirs et aux fonctionnements hydrodynamiques des ressources en eau. Les données issues de plusieurs sources et sur différents supports ont été traitées et organisées dans une base de données commune avec des coordonnées spatiales référencées. Une application Visual Basic a été aussi développée pour une meilleure utilisation et gestion de cette base de données sous SIH. Ainsi, plusieurs cartes thématiques relatives aux réservoirs et aux ressources en eau ont été produites pour être exploitées par le décideur. Ces produits de la base de données SIH ont permis l’actualisation du bilan hydrique de la nappe, la construction d’un bon modèle conceptuel des aquifères conduisant au développement d’un modèle mathématique en régimes permanent et transitoire, ainsi qu’un modèle de transport simulant l'intrusion de l'eau de mer dans ces aquifères.
EN :
The majority of urban and rural centres of Low-Loukkos basin (Northern Morocco) are generally located on the coast and coastal plains. Due to demographic and agricultural development, increase in water demand has led to pressure on groundwater resources. This situation has caused significant drops in groundwater level and may eventually lead to a deficit in the water balance of the aquifer, as well as a degradation of the freshwater quality by seawater intrusion. The study area of Rmel-Ouled Ogbane aquifers covers approximately 305 km2 and is located in Low-Loukkos basin to the south of the city of Larache. In order to improve the characterization of the aquifers, we chose to organize all data in standard formats stored in a digital HIS (Hydrogeological Information System) database. This HIS database presents a varied menu related to reservoir aquifers and water resources. Data have been obtained from different sources on different supports and have been processed and organized in a single database with spatial coordinates. A Visual Basic application has also been developed for a better use and management of this HIS database. Several thematic maps of the aquifers and hydrodynamic functioning of water resources have been produced to be exploited by decision makers. These products of HIS database allowed to update the water balance and to build a good conceptual model of the aquifers conducting to the development of a set of groundwater numerical simulation models consisting in a mathematical model in steady state and transient flows, and a pollutant transport model to simulate seawater intrusion in these aquifers.
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Variabilité interannuelle des précipitations dans la plaine de la Mitidja en Algérie du Nord / Interannual variability of precipitation in the Mitidja plain in Northern Algeria
Abdelmadjid Drouiche, Fatiha Nezzal et Manal Djema
p. 165–177
RésuméFR :
Le bassin versant de la Mitidja (1 300 km2), situé au Nord de l'Algérie, a enregistré une sécheresse vers la fin du XXe siècle. Le but du présent travail est de caractériser cet épisode et de déterminer son extension spatiale dans le bassin versant au moyen de l’analyse des données pluviométriques mesurées dans huit stations. L’analyse de la longue série pluviométrique de la station de référence d’Hamiz barrage (1905-2010) au moyen de plusieurs tests statistiques (Mann-Kendall, Pettitt, U de Buishand et la procédure bayésienne de Lee et Heghinian) a révélé que cet épisode de sécheresse a sévi de 1973 à 2001 et a provoqué une baisse des précipitations annuelles variant entre 16 % et 24 % dans le bassin versant. Après cette période de sécheresse, une période humide s’est installée dans la Mitidja et est à l’origine d’une hausse des précipitations annuelles de 31,4 %, notamment à la station de Réghaïa.
EN :
The Mitidja watershed (1 300 km2), located in northern Algeria, has experienced a drought in the late 20th century. The purpose of this work is to characterize this episode and determine its spatial extension in the watershed through the study of rainfall data measured at eight stations. The analysis of the long rainfall series of the Hamiz dam reference station (1905-2010) using several statistical tests (Mann-Kendall, Pettitt, Buishand U, and the Bayesian procedure of Lee and Heghinian) revealed that this episode of drought occurred between 1973 and 2001 and caused a decrease in annual rainfall varying between 16% and 24% in the watershed. After this period of drought, a wet period settled in the Mitidja, causing annual rainfall to increase by 31.4%, particularly at the Réghaïa station.
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Arsenic(v) removal from aqueous solutions using ferromagnetic activated carbon: equilibrium and kinetic studies
Yacouba Sanou, Nguyen Thi Thanh Phuong, Samuel Pare et Nguyen Van Phuoc
p. 179–192
RésuméEN :
Arsenic pollution is one of the global issues which affect the drinking water supply in Burkina Faso, mainly in rural areas. To mitigate this water pollution, ferromagnetic activated carbon (FAC) has been prepared by chemical activation using rice husk and iron chloride solution to be used as an adsorbent of arsenic. Characterization with some analytical techniques revealed this carbon is microporous with a specific surface area of 150 m2∙g-1 and ferromagnetic properties. This work aims to evaluate the equilibrium conditions of As(V) removal and the adsorption capacity of FAC. Batch experiments were undertaken to evaluate the performance of FAC for arsenic removal under various operating conditions and the mechanism of the removal process. Results showed an increase of the removal percentage with the increase of the contact time, indicating a saturation during 60 min. The removal of As(V) is influenced by the increase of the initial arsenic concentration causing an increase of the adsorption capacity of FAC. The increase of pH showed a variation of the removal percentage indicating a maximum removal at pH 7 which corresponds to an adsorption capacity of 153 µg∙g-1. Both monolayer adsorption and ion exchange constitute the mechanism of removal of As(V) using FAC. The kinetics of the process is described by a pseudo-second order model.
FR :
La pollution des eaux par l’arsenic est un des problèmes globaux qui entravent l’approvisionnement en eau potable au Burkina Faso, principalement en milieu rural. Pour pallier cette pollution, du charbon actif ferromagnétique a été préparé par activation chimique à partir de balles de riz et de chlorure de fer hexahydraté pour être utilisé comme adsorbant dans le traitement de l’arsenic. La caractérisation de ce charbon par des techniques analytiques a révélé un charbon microporeux avec une surface spécifique de 150 m2∙g-1 et une propriété ferromagnétique. Ce travail a pour but d’évaluer les conditions d’équilibre de l’élimination de l’As(V) et la capacité d’adsorption du charbon actif. Des expériences en mode batch ont été réalisées pour évaluer la performance de ce charbon dans l’élimination de l’arsenic sous différentes conditions ainsi que pour étudier la cinétique du processus. Les résultats ont montré une augmentation de l’élimination de l’As(V) avec le temps de contact et la saturation du charbon a été obtenue au bout de 60 min de contact. L’augmentation de la concentration initiale en As(V) a entrainé une augmentation de la capacité d’adsorption qui est passé de 0,12 à 3,66 µg∙g-1. L’augmentation du pH entre 3 et 11 a révélé une variation du taux d’élimination de l’As(V) avec un maximum à pH = 7 correspondant à une capacité d’adsorption de 153 µg∙g-1. L’adsorption en monocouche, suivie d’un échange anionique, constitue le mécanisme de l’élimination de l’As(V) par le charbon. La cinétique du processus est de pseudo-second ordre.
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Évaluation de la qualité des eaux de la nappe de Téboulba : risque de contamination des sols agricoles
Dalila Souguir, Georg Hörmann et Mohamed Hachicha
p. 195–204
RésuméFR :
Cette étude concerne la nappe côtière de Téboulba étant donné son importance pour l’agriculture locale. Dans un suivi de la qualité des eaux de cette nappe, une expérimentation a été entamée chez trois agriculteurs se servant de leurs puits pour l’irrigation en période de manque d’eau. Les cinq puits étudiés ont révélé des eaux basiques avec une salinité élevée (3,61-7,26 dS∙m-1) dominée par des ions Na+ et Cl-. La composition métallique est marquée par des teneurs inférieures aux limites recommandées dans les eaux d’irrigation pour le Pb, Zn, Cu et Mn. Cependant, des teneurs proches ou dépassant les limites ont été enregistrées pour le Cr, Cd et Co. Vu cette contamination, une évaluation de la qualité des sols irrigués par les eaux de la nappe a été entreprise. L’évaluation a été basée sur le test de micronoyaux à travers une exposition des racines de Vicia faba aux lixiviats de ces sols. Les lixiviats n’ont pas montré de différences significatives de leur indice mitotique et du nombre de micronoyaux formés comparés aux lixiviats contrôles. Cependant, des aberrations chromosomiques et nucléaires ont été observées chez tous les lixiviats. Malgré une contamination des eaux de puits, probablement due aux activités industrielles et agricoles dans la région et aux alentours, les sols ne présentaient pas de signes de génotoxicité. Les résultats de ce travail incitent à une étude plus approfondie sur les origines d’une telle contamination dans un but de minimiser à la source les risques d’aggravation de l’état de la nappe.
EN :
This study focuses on the groundwater quality of Téboulba, a very important region for Tunisian agriculture. Groundwater samples were taken from five wells used for irrigation in three farms. Well water had basic pH and a high salinity (3.61-7.26 dS∙m-1) dominated by Na+ and Cl- ions. The concentrations of Pb, Zn, Cu, and Mn were below the limits, those of Cr, Cd and Co were close to or exceeded the limits. To assess the long-term consequences of irrigation with polluted groundwater, the quality of the irrigated soils was tested with a micronucleus test by means of an exposure of Vicia faba roots to the soil leachates. The tests did not show significant differences in their mitotic index and in the number of micronuclei compared to control leachates from non-irrigated soils. However, chromosome and nuclear aberrations were found in all leachates . Despite the contamination of well waters, probably caused by industrial and agricultural activities, the soils did not show signs of genotoxicity. A more detailed study would be needed to find the origins of the contamination in order to prevent further deterioration of the groundwater quality.