‬دراسة إحصائية للشح والنضوب المائي بحوض واد تساوت (عالية سد مولاي يوسف): التحديد والاستخلاص والنمذجة وإشكالية التدبير (1978-2020) (الأطلس الكبير- المغرب) - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

‬دراسة إحصائية للشح والنضوب المائي بحوض واد تساوت (عالية سد مولاي يوسف): التحديد والاستخلاص والنمذجة وإشكالية التدبير (1978-2020) (الأطلس الكبير- المغرب)

Statistical study of low flow and drying up in the watershed of the Tassaout wadi (Upstream of the Moulay Youssef Dam): Determination, extraction, modeling and management issues (1978-2020) (High Atlas - Morocco)

Étude statistique des étiages et des tarissements dans le bassin versant de l’oued de Tassaout (Amont du Barrage de Moulay Youssef): Détermination, extraction, modélisation et problématique de la gestion (1978-2020) (Haut Atlas - Maroc)

Mohamed Chakir
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1274615

Résumé

أثرت التغيرات المناخية والأنشطة البشرية في التوازنات البيئية على مستوى العالم. ويعتبر المغرب من بين الدول المتأثرة بذلك، بحُكم موقعه ضمن المناخ الجاف وشبه الجاف، وبالإضافة إلى الاستغلال المفرط، أصبحت الموارد المائية أكثر هشاشة. يعتبر حوض واد تساوت (عالية سد مولاي يوسف) نموذجا لهذا الوضع، ينتمي هذا الحوض إلى سلسلة جبال الأطلس الكبير الأوسط، الذي يمتد على مساحة 1307 كلم2 والمتميز بتضاريس وعرة، تطبعها شدة الانحدارات. كما يتميز الحوض بقاعدة جيولوجية تغلب عليها رواسب اللياس والترياس المكونة أساسا من الصخور الكلسية والدولوميتية، حيث تمثل الصخور قوية ومتوسطة النفاذية 87 % من مجموع التشكيلات الصخارة، والتي تشكل خزانا هيدروجيولوجيا مهما. ويعتر الماء محور الرهانات الاقتصادية والاجتماعية بالحوض (الفلاحة، الشرب، السياحة...)، ما يجعل جل الأنشطة البشرية تتركز بالقرب من مصادر المياه. وقد عملت الساكنة على تجهيز الأراضي والمصطبات وتشييد شبكة هيدروفلاحية مهمة لتحويل ونقل المياه نحو المجالات الفلاحية. وتبرز الاحتياجات المائية بشكل كبير، خصوصا المتعلقة بسقي هذه المجالات الفلاحية، خلال فترات نزول الصبيب. وبالتالي، تتناول هذه الأطروحة إشكالية استخلاص وتحديد ونمذجة الشح المائي الطبيعي، واختيار مؤشرات تدل على حدوثه، وذلك بناءً على دراسة إحصائية، بهدف تحديد الآليات والميكانزمات المتحكمة في هذا الحدث الطبيعي، وفي نفس الوقت تُراعي الخصوصيات المناخية والطبيعية بالإضافة إلى التأثير البشري. تم الاعتماد في هذه الدراسة من جهة، على المعطيات المناخية والهيدرولوجية لمحطتي الدراسة (أيت تمليل وتمسماط خلال السلسلة الإحصائية (1976-2016)، ومن جهة أخرى على معطيات الخرجات الميدانية التي اُجريت خلالها قياسات صبيب المجاري المائية وتتبع جودة المياه السطحية على مدى 4 سنوات (2017-2020)، وقد تم التركيز في انجازها على فترات نزول الصبيب. واعتمدنا في استخلاص مؤشرات الشح المائي على ثلاث طرق إحصائية بمقاييس زمنية مختلفة؛ على المستوى الشهري باعتماد معدلات الصبيب الشهري الأدنى (QMNA)، وعلى المستوى اليومي، باعتماد معدلات الصبيب اليومي الأدنى على مدى d يوم (VCNd) من جهة، ومنحنى الصبيب اليومي المصنف من جهة أخرى. على مستوى النتائج، شهدت مستويات الشح المائي تباينا كبيراً على النطاق الزمني والمجالي، وهو أمر ملحوظ خلال السنوات التي شهد فيها الحوض فترات طويلة من الشح المائي ممتدة لعدة أشهر (سنتي 1983 و1984 مثلا)، كما عرفت عالية الحوض مستويات للشح المائي أقل شدة، إذ تتميز بصبيب مدعم بتغذية باطنية مهمة (50% من مجموع الصبيب الكلي حسب المؤشر الصبيب الأساس BFI). وبناءً على الدراسة الإحصائية والمقارنة لعدد من المؤشرات، تم اقتراح الصبيب المميز Q75 (75% من الصبيب المتجاوز) كعتبة للشح المائي لتحديد حالة الوضع الهيدرولوجي بحوض الدراسة (2,87 م3/ث بمحطة تمسماط و 1,72 م3/ث بمحطة أيت تمليل)، مع مراعاة نوع من التوازن في اختيار المؤشر الملائم، حتى لا يتم الاقتصار على الأحداث الهيدرولوجية الأقل ترددا، أو غير المتطرفة. وأظهرت دراسة فترات النضوب المائي باعتماد طريقة المنحنيات التسلسلية، تباين معاملاته على المستوى الزمني، هذه التغيرات مرتبطة بوتيرة تفريغ الفرشة الباطنية خلال فترات السنة، أما على المستوى المجالي، فقد تبين تفريغ بطيء للخزانات الجوفية بعالية الحوض (α=0,025)، على عكس سافلة الحوض التي تميزت بتفريغ سريع لها (0,035α=). وقد أظهرت الدراسة الميدانية (2017-2020)، اعتمادا على معامل النضوب المائي والمقطع والعائد الهيدرولوجيين، الإنتاجية القوية للموارد المائية بعالية الحوض، خصوصا خلال فترات الشح المائي. واستنادا إلى نتائج النمذجة الهيدرولوجية والدراسة الإحصائية، حاولنا التنبؤ بسيناريوهات الشح المائي على المدى القريب باعتماد قوانين النضوب المائي حسب المعامل α والأنموذج الهيدرولوجي GR4J. على مستوى تحليل العلاقة بين الموارد المائية والأنشطة البشرية، من خلال تحديد كميات المياه المستعملة في السقي، وتتبع جودة المياه السطحية، أظهرت النتائج ضغطا كبيرا على المواد المائية المتاحة، وتزايد الوضع حدة خلال فترات الشح المائي. وحسب المعايير الوطنية لجودة المياه، أظهرت المؤشرات حالة المياه الجيدة إلى متوسطة الجودة على مستوى الحوض خلال مختلف فترات السنة. نخلص من خلال الدراسة، أن الموارد المائية تعرف هشاشة كبيرة بحوض واد تساوت (عالية سد مولاي يوسف)، خصوصا عند امتداد فترات غياب التساقطات المطرية (الجفاف المناخي) وتردد أحداث الشح المائي، حيث تتضاعف الحاجيات والطلبات على الماء. وبالتالي، فالوضع يستوجب تخطيطا متكاملا مع الأخذ في الاعتبار جميع الموارد المائية والاحتياجات، وكذلك العلاقات المتبادلة القائمة بين الإمكانات المائية والتنمية الاقتصادية وحتى الاجتماعية بشكل عام والحفاظ على الخدمات البيئية.
Climate change and human activities have affected environmental balances all over the world. Morocco, due to its location in the arid and semi-arid climatic context, is considered among the affected countries. In addition to overexploitation, water resources become increasingly fragile. The Tassaout watershed (upstream of the Moulay Youssef dam) is a perfect illustration of this fact, this basin belonging to the mountain range of the central High Atlas, it extends over an area of 1,307 km2 and has a strong relief that is marked by steep slopes. The basin also has Liassic and Triassic geological bedrock, formed mainly of limestone and dolomite. Rocks with high and medium permeability represent 87%, of the total rock formations, and they constitute an important hydrogeological reservoir. Moreover, is at the centre of economic and social challenges in the watershed (agriculture, drinking water, tourism, etc.), which promotes a concentration of most human activities near water sources. The inhabitants prepared the land as well as terraces and built a major irrigation system to divert and transfer water to farm fields. The water needs then appear to be very significant, especially those needed to irrigate these farm fields, during low water periods. Thereby, the objective of this thesis is the extraction, identification and modelling of natural events of low flow in addition to the choice of indicators that approve their occurrence, based on a statistical study with the aim of determining the mechanisms controlling this natural event, while considering the climatic, natural, and anthropogenic characteristics. This study was based practically on the one hand on the climatic and hydrological data of the two stations; Ait Tamil and Tamsemat on the chronicle (1976-2016), and on the other hand on the data from the field trips during which the flow measurements were carried out and established a monitoring of the quality of surface water in the basin for 4 years (2017-2020), especially during periods of low water. To extract the low flow indicators, we relied on three statistical methods at different time scales: on a monthly scale, using the annual minimum monthly flow rate (QMNA), on a daily scale, using the minimum consecutive volume for “d” consecutive days (VCNd) on one side, and the classified flow curve on the other. In terms of results, the low flow periods experience significant variability on the spatio-temporal scale, remarkable during some years when the basin experienced long low flow periods spread over several months (the years 1983 and 1984 in this case), and the one where the upstream revealed less severe low flow levels, and a flow well supported by groundwater (50% of the module according to the BFI base flow index). For the choice of the inlet flow at low flow levels, the characteristic flow Q75 (75% of the flow exceeded) was set on the basis of a statistical and comparative study, with a view to determining the state of the hydrological situation in the in the watershed (2,87 m3/s at Tamsemat station and 1,72 m3/s at Ait Tamil station). A sort of balance has been considered in the choice of the appropriate indicator, so as not to be limited to more extreme or more frequent hydrological events. The study of dry periods, by adopting the method of sequence curves, showed a variability of the coefficients on a temporal scale. These changes are linked to the groundwater discharge rates during the year. As for the spatial scale, it was confirmed that the emptying of the aquifers in the upstream of the basin is very slow, (α = 0.025), on the other hand, the downstream of the watershed is characterized by a rapid emptying (α = 0.035). The field study (2017-2020), based on the depletion coefficient, profile, and hydrological yield, showed the importance of hydrological support upstream of the basin, particularly during low-flow periods. Following the results of the hydrological modelling and the statistical study, we tried to predict the low-flow scenarios in the short term by adopting the depletion coefficients α and the hydrological model GR4J. At the level of the analysis of the relationship between water resources and human activities through the quantification of the water used for irrigation, and the monitoring of the quality of surface water, the results showed a strong pressure on available water resources. This situation worsens during low-flow periods. The surface water of the basin is of good to average quality according to national quality standards at different times of the year. In sum, the study revealed a great vulnerability of water resources in the Tassaout watershed (upstream of the Moulay Youssef dam), especially when rains are rare for long periods (climatic drought) and the occurrence of low flow events, then that the needs and demands continue to increase. Thus, the situation requires integrated planning taking into consideration all water resources and needs as well as the existing interrelationships between water potential, economic and even social development in general, and the need to protect the natural environment.
Les changements climatiques et les activités humaines ont affecté les équilibres environnementaux dans le monde entier. Le Maroc, en raison de sa localisation dans le contexte climatique aride et semi-aride, est considéré parmi les pays les plus touchés. En plus de la surexploitation, les ressources en eau deviennent de plus en plus fragiles. Le bassin versant de l’oued de Tassaout (en amont du barrage Moulay Youssef) est parfaite illustration de ce fait, ce bassin appartient à la chaîne montagneuse du Haut Atlas central, il s'étend sur une superficie de 1 307 km2 et par un relief fort, marqué par des pentes raides. Il possède également un substratum géologique du Lias et du Trias, formé principalement de calcaire et de dolomite. Les roches à forte et moyenne perméabilité représentent 87%, elles constituent un important réservoir hydrogéologique. Par ailleurs, L'eau est au centre des enjeux économiques et sociaux dans le bassin versant (agriculture, eau potable, tourisme...), ce qui favorise une concentration de la plupart des activités humaines à proximité des sources d'eau. Les habitants ont préparé les terres et les terrasses et ont construit un système d’irrigation important pour détourner et transférer l'eau vers les champs agricoles. Les besoins en eau apparaissent alors très significatifs, notamment ceux liés à l'irrigation de ces champs agricoles, pendant les périodes de basses eaux. De ce fait, l’objectif de la présente thèse est l'extraction, l'identification et la modélisation des débits d’étiages naturels et le choix des indicateurs qui approuvent leur occurrence, partant à la base d'une étude statistique dans le but de déterminer les mécanismes contrôlant cet événement naturel, tout en considérant les caractéristiques climatiques, naturelles et anthropiques. Cette étude s'est appuyée pratiquement, d’une part sur les données climatiques et hydrologiques des deux stations ; Ait Tamil et Tamsemat sur la chronique (1976-2016), et d’autre part sur les données issues des sorties de terrain pendant lesquelles ont été effectuées les mesures de débit et établi un suivi de la qualité des eaux de surface dans le bassin versant pendant 4 ans (2017-2020), notamment en périodes des basses eaux. Afin d'extraire les indicateurs de débit d’étiage, nous avons adopté trois méthodes statistiques à différentes échelles temporelles ; à l’échelle mensuelle, en utilisant le débit mensuel minimal annuel (QMNA), à l’échelle journalière, en utilisant d’un côté, le volume consécutif minimal pour « d » jours consécutifs (VCNd), et de l’autre la courbe des débits classés. En termes de résultats les périodes d’étiage connaissent une variabilité conséquente à l’échelle spatio-temporelle, remarquable durant les années ou le bassin versant a connu des périodes d’étiages longues étalées sur plusieurs mois (les années 1983 et 1984 en l’occurrence), et celle ou l’amont a révélé des étiages moins sévères, et un débit bien soutenu par les eaux souterraines (50% du module selon l'indice de débit de base BFI). Pour le choix du débit d’entrée aux étiages, le débit caractéristique Q75 (75 % du débit dépassé) a été fixé, sur la base d’une étude statistique et comparative, en vue de déterminer l'état de la situation hydrologique dans le bassin versant (2,87 m3/s à la station de Tamsemat et 1,72 m3/s à la station d’Ait Tamil). Une sorte d'équilibre a été pris en compte dans le choix de l'indicateur adéquat, afin de ne pas se limiter à des événements hydrologiques plus extrêmes ou plus fréquents. L'étude de tarissements, en adoptant la méthode des courbes séquences, a montré une variabilité des coefficients à l’échelle temporelle. Ces changements sont liés aux rythmes de vidange de la nappe souterraine au cours de l'année. Quant à l’échelle spatiale, il a été confirmé que la vidange des aquifères dans l’amont du bassin versant est très lente, (α= 0,025), en revanche, l’aval se caractérise par une vidange rapide (α =0,035). L'étude de terrain (2017-2020), basée sur le coefficient de tarissement, le profil et le rendement hydrologique, a montré l’importance du soutien hydrologique dans l’amont du bassin versant, notamment en périodes des étiages. Suivant des résultats de la modélisation hydrologique et de l'étude statistique, nous avons essayé de prédire les scénarios de débit d’étiage à court terme en adoptant les coefficients de tarissements α et le modèle hydrologique GR4J. Au niveau de l'analyse de la relation entre les ressources en eau avec les activités humaines à travers la quantification de l'eau utilisée pour l'irrigation, et le suivi de la qualité des eaux de surface, les résultats ont montré une forte pression sur les ressources en eau disponibles. Cette situation s’aggrave en périodes d’étiages. Les eaux de surface sont de bonnes à moyennes qualités selon les normes de qualité nationale à différentes périodes de l'année. En somme, L'étude a révélé une grande vulnérabilité des ressources en eau dans le bassin versant de l’oued de Tassaout (en amont du barrage Moulay Youssef), surtout lorsque les pluies sont rares pendant de longues périodes (sécheresse climatique) et l’occurrence des étiages, alors que les besoins et demandes en eau ne cessent d’augmenter. Ainsi, la situation nécessite une planification intégrée prenant en considération l'ensemble des ressources et des besoins en eau, ainsi que les interrelations existantes entre le potentiel hydrique, le développement économique voire social en général et la nécessité de protection du milieu naturel.
Fichier principal
Vignette du fichier
Thèse Chakir Mohamed_Étiages et tarissements .pdf (35.44 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04177871 , version 1 (06-08-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04177871 , version 1

Citer

Mohamed Chakir. ‬دراسة إحصائية للشح والنضوب المائي بحوض واد تساوت (عالية سد مولاي يوسف): التحديد والاستخلاص والنمذجة وإشكالية التدبير (1978-2020) (الأطلس الكبير- المغرب). Geography. Université Sultan Moulay Slimane, Béni Mellal (Maroc), 2022. Arabic. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04177871⟩
350 Consultations
64 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More