Low flow and drying up in the basin of the Srou wadi (upstream Oum-Er-Rbia-Morocco) (1976-2019): identification, analysis, and impact
Étiage et tarissement dans le bassin versant de l’oued de Srou (amont Oum-Er-Rbia-Maroc) (1976-2019) : identification, analyse et impact
Résumé
Morocco is particularly affected by the problem of water scarcity, due to growing demography, the continuous development of the industrial and agricultural sectors as well as the impact of climate change. However, to properly manage water resources in such a situation, it is essential to know what water is available as well as its different uses, especially during low-flow periods.
this thesis deals with the issue of evaluating the water resource available during low water periods in a semi-arid hydro-climatic context, of the Srou river watershed. This basin of the Middle Atlas belongs to the great "water reserve" of Morocco and constitutes the first tributary of the Oum-Er-Rbia river and the Ahmed Elhansali dam. The latter provides water supply for: the Tadla irrigated perimeter, the mining industry (OCP) and drinking water supply. The methodology adopted is based on a geographic method with two hydrological drivers: quantitative hydrology and qualitative hydrology. The data used concerns the hydro-climatic data of the stations of the watershed of the river of Srou (Aval Elhri and Chacha N'mallah) and of the neighbouring stations for the study chronicle 1976 to 2016, i.e. 41 more years of observation. data from the gauging and measurement campaigns of the physical quality of surface water carried out in the area between 2016 and 2019.
We proceeded to the recognition of the natural factors which govern the hydrological functioning in the watershed: topography and relief, geology, vegetation, and land use. In the second step, a quantification of the water resources was carried out based on hydro-climatic data from the various stations, this by determining the wet periods and the dry periods during the last four decades. Several indices have been adopted to identify rainfall fluctuations and their impacts on the hydrological functioning of the Srou wadi basin. The third step is devoted to the study of low water levels and dry periods in the basin. We tried to identify the low flow rates using the different statistical indicators (MMF, MAM and FDC). We carried out statistical and frequency analysis of these flows to provide explanations for the functioning of rivers during low water periods. The analysis of the drying up of the rivers in the Srou river watershed provides elements to explain the functioning of the rivers during the low flow period. To validate the statistical results, a monitoring of the quantitative and qualitative evolution is carried out in the unit basin scale of the watershed of the river of Srou
In terms of results, the low water periods experience significant variability on a spatio-temporal scale. Indeed, they vary according to the rainfall inputs and according to the geology of the sub-basins. Drying periods are marked by an absence of rainfall during which the flow of rivers is reduced to the contribution of groundwater. During these periods, the rivers are therefore fed by aquifers from the Middle Atlas, the capacities, and rates of emptying of which vary. This variability is explained by the geological diversities of the sub-basins that can occur between rivers. To overcome the lack of low flow management materials in Moroccan laws, we have tried to define thresholds specific to our basin on the basis of international legislation. We have tested several methods to define low flow inlet flows, the choice of low flow inlet flow is fixed on the Q75. Monitoring the variation in flows and the quality of the main rivers in the basin between 2016 and 2019 has enabled us to understand the flow modalities, the state of quality and to identify the hydrological performance of the unit basins during low water periods.
Le Maroc se trouve particulièrement touché par le problème de la pénurie en eau, du fait de la démographie croissante, du développement continu des secteurs industriels et agricoles, ainsi que l’impact des changements climatiques. Cependant, pour bien gérer la ressource en eau dans une telle situation, il est essentiel de connaître le disponible en eau, ainsi que ses différentes utilisations, surtout en périodes d’étiage.
Cette thèse traite une problématique visant la caractérisation et l’évaluation de la ressource en eau en période des basses eaux, en particulier durant les phases des étiages, dans un contexte climatique semi-aride, celui du bassin versant de l’oued Srou. Ce bassin du moyen-Atlas appartient au grand "château d’eau" du Maroc. Il constitue le premier affluent de l’oued Oum-Er-Rbia qui le rejoint au niveau du barrage d’Ahmed Elhansali, qui garantisse l’approvisionnement du périmètre irrigué du Béni Amir, du complexe industriel de l’OCP et l’AEP de plusieurs villes. Les données utilisées concernent les données hydro-climatiques des stations du bassin versant de l’oued de Srou (Aval Elhri et Chacha N’mallah) et des stations avoisinantes pour la chronique d’étude 1976 à 2016, soit 41 ans d’observation, en plus des données des campagnes de jaugeage et de mesure de la qualité physique des eaux de surfaces réalisées dans la zone entre 2016 et 2019.
Nous avons procédé d’abord à la reconnaissance des facteurs naturels, qui régissent le fonctionnement hydrologique dans le bassin versant : la topographie, le relief, la géologie, la végétation et l’occupation du sol. En deuxième étape, une quantification des ressources en eau a été réalisée, en se basant sur les données hydro-climatiques des différentes stations, tout en déterminant les périodes humides et les périodes sèches, durant les quatre dernières décennies. Plusieurs indices ont été adoptés, pour identifier les fluctuations pluviométriques et leurs impacts sur le fonctionnement hydrologique du bassin de l’oued de Srou. La troisième étape a été consacrée à l’étude des étiages et des tarissements dans le bassin. Nous avons donc essayé d’identifier les débits d’étiage, en utilisant les différents indicateurs statistiques (QMNA, VCN et DC). Nous avons procédé à des analyses statistiques et fréquentielles de ces débits, dans le but d’apporter des éléments d’explication du fonctionnement des cours d’eau en période d’étiage. L’analyse du tarissement des cours d’eau du bassin versant de l’oued de Srou apporte des éléments d’explication du fonctionnement des cours d’eau en période d’étiage. Dans le but de la validation des résultats statistiques, un suivi de l’évolution quantitative et qualitative a été réalisé à l’échelle des bassins unitaires du bassin versant de l’oued de Srou
En termes de résultats, les périodes d’étiage connaissent une variabilité importante à l’échelle spatio-temporelle. En effet, elles varient en fonction des entrées pluviométriques et en fonction de la géologie des sous bassins. Les périodes de tarissement sont marquées par une absence d’apports pluviométriques et durant lesquelles le débit des cours d’eau est réduit à l’apport des nappes souterraines. Durant ces périodes, les cours d’eau sont donc alimentés par les nappes du Moyen-Atlas, dont les capacités et les rythmes de vidange varient. Cette variabilité s’explique par les diversités géologiques des sous bassins qui peuvent survenir dans les cours d’eau. Dans le but de dépasser le manque en matière de gestion des étiages dans les lois marocaines, nous avons essayé de définir des seuils propres à notre bassin, sur la base de la législation internationale. Nous avons testé plusieurs méthodes, pour définir des débits d’entrée aux étiages et le choix du débit d’entrée aux étiages a été fixé sur le Q75. Le suivi de la variation des débits et de la qualité des principaux cours d’eau du bassin entre 2016 et 2019, nous a permis de comprendre les modalités de l’écoulement, l’état de la qualité des eaux et d’identifier le rendement hydrologique des bassins unitaires en périodes d’étiages.
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