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Ecohydrologie : cas en Afrique de l’Ouest

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Présentation au sujet: "Ecohydrologie : cas en Afrique de l’Ouest"— Transcription de la présentation:

1 Ecohydrologie : cas en Afrique de l’Ouest
Atelier scientifique MED FRIEND 11 décembre 2009, Rabat (Maroc) Ecohydrologie : cas en Afrique de l’Ouest  Dr. Harouna KARAMBIRI Institut International d'Ingénierie de l'Eau et de l'Environnement (2iE) 01 BP 594 Ouagadougou 01 Burkina Faso Tel: (226) Fax: (226) Web : www. 2ie-edu.org

2 1. Thématiques de FRIEND-AOC
Thèmes Coordination 1 Etiages et Dynamiques des Ecoulements Souterrains Université Cheick Anta Diop de Dakar, Sénégal 2 Dynamique des Flux de Matières Centre de Recherches Hydrologiques (CRH), Yaoundé, Cameroun 3 Variabilité des Ressources en Eau IRD-HydroSciences/2iE 4 Modélisation et Bassins non Jaugés Université d’Abomey Calavi, Bénin 5 Ecohydrologie Université de Lomé, Togo / 2iE 6 Base de données Partenaires du Thème 5 (Ecohydrologie) : Université de Lomé (Togo), Université d’Abomey Calavi (Bénin), Université Abdou Moumouni Niamey (Niger), Université de Yaoundé (Cameroun) 2

3 2. Eco-hydrologie: Enjeux et problématique en Afrique de l’Ouest
Ecohydrologie: une science intégrative dont l’objectif est de trouver des solutions aux questions concernant l’eau, les populations et l’environnement (Unesco, 2008). On peut la considérer comme une sous-discipline de l’hydrologie qui met l’accent sur les processus écologiques mis en jeu dans le cycle de l’eau (Naiman et al., 2007). Elle repose sur l’hypothèse que, le contrôle et la régulation des cycles de nutriment et de l’eau par des processus hydrologiques et biotiques synergiquement intégrés à l’échelle d’un bassin versant, devraient permettre de rétablir et d’améliorer la capacité d’absorption des écosystèmes face à l’impact des activités humaines. D’après Zalewski (1996) 3

4 2. Eco-hydrologie: Enjeux et problématique en Afrique de l’Ouest (suite)
En Afrique de l’Ouest, la baisse de la pluviométrie depuis ces dernières décennies constitue une véritable préoccupation pour les pays sahéliens pour lesquels la ressource en eau devient une denrée rare et précieuse. Pour ces pays dont l'économie est essentiellement basée sur l'agriculture, tout développement passe nécessairement par une maîtrise et une gestion rationnelle des eaux de surface et souterraines. Conscient donc de ces contraintes climatiques, des pays tel que le Burkina Faso se sont engagés depuis des années dans la grande "bataille de l'eau" par une mobilisation outrance des eaux de surface (construction de milliers de retenues d’eau). On compte aujourd'hui près de 2000 barrages et retenues d'eau toutes tailles confondues sur le territoire national. Ces retenues d'eau ont pour vocation principales : la production agricole, l'alimentation en eau des populations et du cheptel, la production d'électricité, la préservation et la restauration de l'environnement. 4

5 Carte des retenues d'eau au Burkina
5

6 Ces retenues d'eau sont soumises aujourd'hui à plusieurs contraintes:
Ensablement Dégradation de la qualité des eaux et eutrophisation Barrage de Tougou (Burkina), photo : H. Karambiri (2iE) Barrage de Tougou (Burkina), photo : H. Karambiri (2iE) Sous dimensionnement suite au changement des normes hydrologiques Conflits d'usages de l'eau 6 Barrage de Bani (Burkina), photo : H. Karambiri (2iE) Barrage de Djibo (Burkina), photo : H. Karambiri (2iE)

7 Questionnement scientifique
Quelle est la situation du comblement et de la qualité des eaux des petits réservoirs en Afrique de l’Ouest? Comment prendre en compte la dynamique à l'échelle du bassin versant (occupation des sols, activités humaines et socio- économiques, etc..) dans l'évaluation des risques de comblement de dégradation de la qualité des eaux des petits réservoirs? Importance d’une approche écohydrologique et écosystémique à l’échelle du bassin versant! 7

8 3. Quelques études de cas et résultats principaux obtenus
8

9 Envasement des retenues d’eau au Burkina Faso (Karambiri, 1998)
A partir d’un échantillon de sites, dégager les tendances et définir les paramètres pertinents pour une bonne estimation et une prise en compte efficace de l'envasement . Choix des sites en fonction de : Documentation Pluviométrie Formation géologique Topographie KARAMBIRI H., Étude de l'envasement des barrages au Burkina Faso : Étude de cas. Mémoire d'Ingénieur de l'EIER (Ecole Inter-Etats d'Ingénieurs de l'Equipement Rural), Ouagadougou, Burkina Faso, 125 p. 9 Tiré de KARAMBIRI (1998)

10 Volume de dépôts solides (Mm3)
Sites Pluviométrie (mm) Surface bassin (km²) Pente moyenne (%) Volume retenu (Mm3) Volume de dépôts solides (Mm3) Perte de capacité (%) Gouinré 619 151 2 19.88 1. 28 6.4 Nagréongo 754 72 0.5 1.01 0.0625 6.2 Ouaga n°2 65 0.3 2.62 0.1575 6.0 Salbisgo 760 160 0.2 3.42 0.090 2.6 Thiou 328 1 3.15 0.15 4.8 D‘après KARAMBIRI (1998) Amélioration de la formule de Grésillon par la prise en compte de deux paramètres (anthropisation h et relief r) pour l’estimation de l’envasement des barrages au Burkina. 10

11 Envasement de la retenue d’eau de Tougou au Burkina Faso (Diabri, 2008)
Evaluer le niveau de comblement du barrage de Tougou à l’aide d’une méthodologie adaptée 11

12 VOLUME DE DEPÔT m3/km2 /an
MODELE VOLUME DE DEPÔT m3/km2 /an TOTAL DEPOT 1962 à 2007 en m3 TAUX DE COMBLEMENT (%) GOTTSCHALK 141 66 FOURNIER 840 16  390 KARAMBIRI 145 67 EIER-CIEH 252 117 WALLIINGFORD 157 110 WISCHMEIER 170 68 METHODE DES PROFILS (mesures) 123 57 D‘après DIABRI (2008) Volume barrage Tougou = 4.3 Mm3 DIABRI P., Qualité de l’eau et niveau de comblement du barrage de Tougou (Burkina Faso). Mémoire de Master 2, Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE), Ouagadougou, Burkina Faso, 63 p. 12

13 Eutrophisation des retenues d’eau en Afrique de l’Ouest (Maiga et al
Evaluer l’importance de la dégradation et du comblement des retenues d'eau par eutrophisation ou transport de solides et les risques liés à ces phénomènes selon les zones climatiques du Burkina Faso. Retenues Longitude Latitude Année de construction Capacité (106 m3) Superficie bassin (km2) Domaine climatique Douna 05°05¢45O 10°40¢48N 1987 37.5 680 Soudanien Toussiana 04°37¢11O 10°52¢06N 1982 6.1 130 Moussodougou 04°56¢50O 10°46¢47N 1991 38 560 Kanazoé 02°04¢50O 13°01¢05N 1994 75 - Soudano- Sahélien Yitenga 00°23¢00O 12°11¢26N 3.35 100 Dakiri 00°16¢35O 13°18¢03N 1960 10.5 2300 Titao 02°03¢50O 13°46¢31N 1951 3.7 400 Sahélien Thiou 02°39¢29O 13°49¢13N 1981 4.3 328 Djibo 01°36¢57O 14°06¢53N 1970 2.2 610 Yalgo 00°16¢46O 13°34¢46N 1954 10 8175 13

14 Le comblement par transport de solides représente la menace prépondérante pour les plans d’eau en zone sahélienne; ce risque est plutôt faible en zones soudanienne et soudano sahélienne MAIGA et al., Risques d'eutrophisation et de comblement des retenues d’eau au Burkina Faso. IAHS Publ. n°308, 14

15 Les profils verticaux d’oxygène dissout n’ont pas révélé de stratification significative
Toutes les retenues d’eau sont oligotrophes (selon le seuil de 5 mg.L-1 d’oxygène dissous de l’OCDE (1982). MAIGA et al., Risques d'eutrophisation et de comblement des retenues d’eau au Burkina Faso. IAHS Publ. n°308, 15

16 Teneur en phosphore et en azote plutôt faibles en zone soudanienne
Teneur en phosphore et en azote plutôt faibles en zone soudanienne. Tendances à des valeurs légèrement plus élevées en zone sahélienne. Ces teneurs ne pas être limitatives dans les activités de photosynthèse. Le risque d’eutrophisation de grande envergure s’avère faible pour les plans d’eau en zone soudanienne et soudano sahélienne, et semble inexistant en zone sahélienne à cause des suspensions solides dans l’eau qui réduisent la pénétration de la lumière solaire et, par conséquent, limitent le développement d’activité photosynthétique. MAIGA et al., Risques d'eutrophisation et de comblement des retenues d’eau au Burkina Faso. IAHS Publ. n°308, 16

17 Cyanobactéries, potentiel toxique et ressources en eau du Burkina Faso (Cecchi et al, 2005)
Echantillonner un ensemble de masses d’eau contrastées susceptibles de recéler des populations différenciées de plusieurs espèces de cyanobactéries à potentiel toxique avéré. Philippe CECCHI, Robert ARFI et Céline BERGER, CYANOBACTERIES, POTENTIEL TOXIQUE ET RESSOURCES EN EAU DU BURKINA FASO. Rapport de mission, IRD, UNITE DE RECHERCHE 98 «EFFLORESCENCES ALGALES». 35 p. 17

18 18 Il apparaît que les cyanobactéries contribuent de
façon très importante aux biomasses phytoplanctoniques dans la majorité des sites (entre 65 et 100% pour 80% des sites). La recherche de toxines sera effectuée sur ces cyanobactéries afin de situer leur niveau de toxicité. Cecchi et al, 2005 18

19 Relation gestion de l'eau et système écologique sur le bassin versant de Yitenga (Burkina Faso)
(Yonkeu et al., 2006) Comprendre comment la présence du barrage et les autres activités anthropiques ont fortement influencé les composantes du milieu naturel du bassin versant de Yitenga et ses environs. YONKEU et al., 2006. BARRAGE DE YITENGA, SON BASSIN VERSANT ET SA ZONE D’INFLUENCE: relation gestion de l'eau et système écologique . NETWORKING AND CAPACITY BUILDING FOR VOLTA BASIN RESEARCH Novembre 2007, 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso 19

20 20 Modification des écosystèmes après la construction du barrage 115
Occupation des sols Superficie occupée en 1979 en Ha Superficie occupée en 1993 en Ha Superficie occupée en 2001 en Ha Variation entre 1979 et 2001en ha variation entre 1979 et 2001 en % Ville de Koupela 115 207 1663 +1548 +1346 Ville Pouytenga et villages 90 182 958 +868 +964 Sol nu 186 292 257 +71 +38 Plan d’eau 24 152 131 +107 +446 Zone inondable 491 217 -274 -56 Riziculture et maraîchage 10 61 79 +69 +690 Zone de culture 12 266 11 207 9 483 -2 783 -23 Savane arborée anthropique à espèces utiles 543 540 +560 - Savane arborée anthropique éparse dégradée 466 1 206 +1 206 Savane arbustive 822 781 -41 -5 Forêt galerie 54 42 -12 -22 Total 14 058 14 150 15 357 20 (Yonkeu et al., 2006)

21 Forte occupation des sols et dégradation rapide de l’espace naturel
Forte contamination en agents pathogènes issus du péril fécal de l’eau de consommation Forte prévalence de maladies gastro-intestinales Mise en place d’une stratégie concertée de gestion de la pollution dans le BV de Yitenga en phase avec les acteurs locaux 21

22 Distribution, biodisponibilité et bioaccumulation des métaux lourds dans le système lagunaire de Lomé (Togo) (Gnandi et al., 2008) Évaluer le degré de pollution du système lagunaire par les métaux et les composés organométalliques (distribution des métaux dans les sédiments du système lagunaire, biodisponibilité des métaux, bioaccumulation des métaux dans les poissons) K. GNANDI et al., Distribution, biodisponibilité et bioaccumulation des métaux lourds dans le système lagunaire de Lomé. Com. JOURNÉES SCIENTIFIQUES INTERNATIONALES DE LOMÉ. 22

23 Les sources de pollution de la lagune sont : apports des effluents liquides, apports des déchets solides, érosion des sols, écoulements des eaux de pluie, lexiviation des dépotoirs, sources atmosphériques (carburants, essence à plomb, Incinération des ordures ménagères ) Les éléments à forte pourcentage d’extraction (Cd, Pb, As, C, Zn, Mn, Fe) sont considérés comme d’origine anthropique et très biodisponibles dans les sédiments. La bioaccumulation des 3 métaux (Pb, As et Cd) chez les espèces analysées (Tilapia et Clarias) est très élevée et dépassent largement les normes fixées par l’OMS 23

24 4. Conclusion et perspectives
L’écohydrologie comme une nouvelle discipline des sciences de l’environnement, permet l’intégration de l’hydrologie et de l’écologie dans la gestion durable des ressources en eau. Beauregard, 2002 24

25 Développer des modèles d'évolution de la qualité des eaux et du comblement des retenues d'eau prenant en compte la dynamique à l'échelle du bassin versant (occupation des sols, activités humaines et socio-économiques, etc..) Application aux zones côtières et estuaires : sédimentation des estuaires bioaccumulation (métaux lourds) dans les sédiments érosion côtière (élévation du niveau de la mer) et impacts sur l’environnement et les activités socio-économiques pollution et dégradation des zones humides (mangroves et autres écosystèmes côtiers) et impacts sur l’habitat aquatique et la santé humaine 25

26 MERCI DE VOTRE ATTENTION !!


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