Transcript Rôle des ravines dans les flux de sédiments à l`échelle des petits

Rôle des ravines dans les flux de sédiments
à l’échelle des petits Bassins Versants
Abir BEN SLIMANE1,2, Damien RACLOT2, Olivier EVRARD3, Mustapha
SANAA1, Irène LEFEVRE3, Mehdi AHMADI3, Yves LE BISSONNAIS2 .
1 INAT ; 2 UMR LISAH ; 3 LSCE
Atelier scientifique International
“Relations homme/environnement et transports solides :
une approche spatialisée”
Alger 7 et 8 juin 2011
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Plan
• Contexte et Objectifs
• Matériel et Méthodes
• Résultats et Conclusion
Contexte:
L’érosion hydrique= la principale menace de la ressource en sol
Une fois que le ruissellement est déclenché, l’érosion Hydrique peut prendre différentes formes.
Formes d’érosion hydrique:
Érosion en
nappe
Érosion concentrée
(rigoles)
Ravinement
Érosion latérale des
berges fluviales
Problématique en Tunisie
• 74% de la surface agricole utile est touchée par l’érosion des sols.
(Ministère de l’Agriculture et des ressources hydrauliques )
• Stratégies Nationales de conservation des eaux et des sols:
• Retenues collinaires
•
Parfois complétées par aménagement de versant (banquettes par ex.)
•
Peu de sensibilisation sur les « bonnes pratiques » notamment en agriculture
•
Problème: envasement de certaines retenues
Quels processus en cause ? D’où vient le sol venant combler les retenues
(parcelles ou ravines ?) sachant qu’il y’a une forte densité ravinaire sur la dorsale
Tunisienne et le Cap Bon
•
• Quelle stratégie adéquate de lutte contre l’érosion
(bonne pratique agricole à la parcelle ou aménagements ???)
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• Objectifs:
• Quantifier, à l’échelle des petits bassins versants (0.1-10 km2) en Tunisie,
le % de sédiments provenant des parcelles agricoles (en surface)/des
ravines (en profondeur)
• Identification les facteurs impliqués dans les différences des
comportements observées à l’échelle des petits bassins versants étudiés.
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Matériels et Méthodes
6
Matériel:
=>Bassins Versants de la Dorsale Tunisienne et le Cap Bon.
=>5 Bassins suivis hydrologiquement
Kamech
=>Bassins « barrés » avec accès à l’historique des flux de
matière (moyennant des carottages réalisés au cours de ce
projet dans les sédiments piégés par les retenues)
Sbaihia
El Melah
El Hnach
Tableau : Caractéristiques des sites d’études.
Lac
surface
(ha)
Géologie
Activités
anthropiques
Réseau
hydrographique
Taux
d'érosion
(t/ha/an)
El Melah
61
Grés,
argile
Arboriculture –
F
13
calcaires,
argiles
gypseuses
Cultures
annuelles-
D
40
Fidh Ali
Fid ali
245
non aménagé
Aménagé (rive
gauche)
Kamech
263
marnes,
grès
Cultivé – non
aménagé
D
16
Sbaihia
355
marnes,
calcaires,
argiles
Forêt - cultures
annuellesAménagé
M
11
El Hnach
381
calcaires,
marnes et
argiles
CultivéAménagé
D
14
Matériel:
Exemple Carottage sur le bassin versant de Sbaihia (Zaghouan) (2011)
Exemples de carottes
prélevées et découpées
Matériel:
Exemples de carottes prélevées et découpées à partir du lacs étudiés
 Informations sur le long-terme car depuis création de la retenue vers les année 1994.
 Informations potentielles sur séquences successives de dépôts
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Méthodologie:
Démarche :
Mettre en place la méthode de « traçage des sources de sédiments».
Mettre en relation des résultats avec le contexte (pédo/géologie, pente, mise en culture,
aménagements…) des différents Bassins .
Principe : Technique de traçage
Utiliser un ou plusieurs éléments permettant de connaître l’origine des sédiments
=Un traceur.
Définition d’un traceur: Un traceur pédologique ou empreinte digitale = « Empreintes caractéristiques des sols
suffisamment conservatrices et stables pouvant être reconnues dans des écosystèmes adjacents au sol »
Mourier (2008).
Un bon traceur doit avoir des valeurs contrastées selon les sources que l’on cherche à dissocier et doit Être le
Plus conservatif possible ou avec une interaction que l’on sait corriger
.
10
Méthodologie:Traçage des sources de sédiments (Étapes de la démarche)
Cette démarche mise en place comporte les étapes suivantes :
1. Identification des traceurs potentiels au vu des objectifs de l'étude, de la littérature et des
spécificités du terrain ;
Pour notre étude les traceurs utilisés sont: L’activité des radionucléides (Cs137, Pb210,Th234, Ra226, Ra228,
Th228,K40 et Be7); l’azote total, le phosphore total, et le carbone organique total.
2. Analyse des traceurs dans les échantillons prélevés dans les 2 sources (surface et profondeur du
sol) et dans les carottes de sédiments piégés par les retenues collinaires.
3. Mise en oeuvre d'une technique de traçage développée par Walling (1999) et étendue par Ahmadi
(2010).
Méthodologie:Traçage des sources de sédiments (le Modèle de mélange)
1.
Identification des
traceurs discriminants
Test de Kruskal Wallis
2.
Identification de la
combinaison de traceurs
la plus discriminante
Test de Lambda Wilks
3.
Application du modèle
de mélange sur cette
combinaison de traceurs
Mixing model + une procédure Monté-Carlo (pour
prendre en compte la variabilité dans la
caractérisation des sources)
Résultats et conclusion
El Melah
El Hnach
Sbaihia
Sbaihia
Kamech
Fidh Ali
1. Résultats du Mixing model: 5 bassins versants
Résultats de la méthode de traçage des sédiments
sur les 5 Bassins versants étudiés
100%
90%
80%
70%
Cs
Cs
Nt
Nt
Cot
Cot
60%
50%
40%
Cs
Cs
Cs
Nt
Nt
Nt
Cot
Pb
210
30%
Pb210x
20%
Cot
Pb210
s
10%
0%
Kamech
El Melah
Erosion de surface
Sbaihia
El Hnach
Fidh Ali
Erosion de profondeur ( ravines + oued)
Prédominance de l’érosion de surface
On observe une variabilité des résultats du Mixing model d’un bassin à un autre.
 Pratiquement les mêmes traceurs sont retenus dans les différents Bassins versants .
1. Résultats du Mixing model: 5 bassins versants
Contribution relative de chaque source de sédiments par rapport au
taux d'érosion ( t/an/an) sur les différents bassin versant étudiés.
45
Taux d'érosion en t/ha/an
40
9,28
35
30
25
20
15
1,92
30,72
0,78
3,92
10
5
14,08
6,303
12,22
10,08
4,697
0
Kamech
El Melah
Sbaihia
taux d'érosion de surface
El Hnach
taux d'érosion de profondeur
Fidh Ali
2. Facteurs explicatifs des résultats du Mixing Model pour les 5 bassins
versants étudiés.
2. En fonction de la pente
% érosion de profondeur
Courbe de tendance de l'évolution de l'érosion de profondeur en fonction du
Global slope index (m/km)
70
y = 0,3908x + 2,2419
R 2 = 0,3546
60
50
40
30
20
10
0
0
20
40
60
80
100
Global slope index (m/km)
=> Plus l’indice global de pente augmente, plus l’érosion de profondeur augmente aussi.
120
2. Facteurs explicatifs des résultats du Mixing Model pour les 5 bassins
versants étudiés.
1. En fonction des terres cultivées
% érosion de profondeur
Courbe de tendance de l'évolution de l'érosion de profondeur en fonction du
pourcentage de terre cultivée
70
y = -1,4034x + 105,01
R 2 = 0,7192
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
% Cropland
=> Plus le % de terre cultivée augmente, plus le % l’érosion de profondeur diminue.
80
2. Facteurs explicatifs des résultats du Mixing Model pour les 5 bassins
versants étudiés.
3. En fonction du pourcentage des terres cultivées non aménagées:
% érosion de profondeur
Courbe de tendance de l'évolution de l'érosion de surface en fonction du
pourcentage de terres cultivées non aménagées
70
60
y = -0,95x + 71,472
50
2
R = 0,922
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
% cultivé non aménagée
=> Plus le pourcentage des terres cultivées non aménagées augmente, plus l’érosion de profondeur
diminue.
Conclusion et perspectives :
• Conclusions:
- Faisabilité d’une technique directe et rapide de traçage des sources de
sédiments ( carottes).
- Érosion de surface prédomine.
- Influence multivariée de comportements.
• Perspectives:
-
Développement méthodo sur plus de bassins versants ( post-thèse).
-
Vers la prise en compte du connectivité du réseau.
-
Impact du lieu de prélèvement des carottes.
Merci pour votre Attention
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