Cours d’eau et biodiversité Université Ziane Achour - Djelfa Faculté des sciences de la nature et de la vie Journée d’études sur « biodiversité des écosystèmes naturels méditerranéens » Cours d’eau et biodiversité Présenté par : Dr Elahcene Omar Maître de conférences A, Université de Djelfa Djelfa, le 22 mai 2017

Les cours d’eau hébergent une biodiversité d’une grande richesse que nous devons ensemble préserver dans un objectif de développement durable. Tout cours d’eau peu altéré érode, transporte et dépose les matériaux solides provenant des parties amont du bassin et de ses berges soumises aux processus d’érosion latérale. Dans les zones semi-arides, caractérisées par des précipitations très irrégulières souvent intenses, les facteurs climatiques ont une influence considérable sur le détachement des particules du sol. Ces dernières, se trouvent transportées par ruissellement dans les oueds. Elles finiront par se déposer dans les retenues provoquant ainsi leur envasement. Elles sont aussi rejetées dans la mer provoquant ainsi sa pollution.

Problèmes : Dépôt de particules; Pollution de la mer. Objectifs : Quantifier des flux des sédiments transitant le cours d’eau par une méthode simple et opérationnelle ; Connaître l’origine des sédiments. Données de l’étude :

Qu’est-ce qu’un bassin versant?

Qu’est-ce qu’un cours d’eau? Un cours d’eau est un système qui recueille et transporte vers l’aval, sous l’effet de la gravité, les eaux des pluies et des sources d’un même bassin versant. Un cours d’eau doit répondre à au moins 2 critères sur les 3 suivants : permanence d’un lit naturel identifiable avec des berges ; écoulement suffisant permanent ou temporaire une partie de l’année qui ne résulte pas des eaux pluviales ou de la distribution de l’eau potable ; développement d’une faune et d’une flore particulières (adaptées à la présence d’eau).

Qu’est-ce que la biodiversité ? La biodiversité est la contraction des mots ‘biologie’ et ‘diversité’. La diversité signifie la variété. La biodiversité est donc la diversité de tous les organismes vivants : les animaux, les plantes, les champignons et les micro-organismes. Mais ce n'est pas tout. La biodiversité est souvent considérée à trois niveaux : la diversité génétique : la diversité des gènes dans les plantes, les animaux, les champignons et les micro-organismes. La diversité génétique est le moteur de l’évolution et se trouve donc à la base de la biodiversité. la diversité des espèces : la diversité de toutes les différentes espèces de plantes, d’animaux, de champignons, d’algues, de bactéries… la diversité des écosystèmes : elle comprend toutes les différentes communautés avec leurs biotopes existant sur Terre, comme les forêts, les déserts, les rivières, les montagnes, etc.

Qu’est ce qu’un habitat ? Un écosystème est l’ensemble des espèces (et de leurs relations réciproques) et de l’habitat où elles sont présentes. Qu’est ce qu’un habitat ? Une espèce donnée vit dans un habitat spécifique dans lequel elle peut survivre à la prédation, se reproduire, se nourrir, … etc. Le substrat (fond du lit) : certaines espèces vivent, se nourrissent ou se reproduisissent dans les sols sableux, d’autres au niveau des graviers ou sous de grosses pierres, … Le substrat constitue dans un habitat aquatique. S’il est trop envasé, cela dégrade la qualité du milieu. La végétation des berges permet d’avoir des zones ombragées par endroit (cela régule la température de l’eau). Elle fournit des caches pour les animaux de par ses racines et peut également servir de zone d’alimentation pour certaines espèces. Elle permet de diversifier les habitats. Réseaux racinaires des zones ombragées constituant des habitats

Certaines espèces vivent dans des zones où les vitesses d’écoulement sont lentes et les cours d’eau plus profonds, et d’autres préfèrent les zones rapides, peu profondes et bien oxygénées. Les cours d’eau où les vitesses d’écoulement sont diversifiées permettent d’abriter plus d’espèces différentes. Un cours d’eau en bon état est un cours d’eau qui fonctionne bien et dans lequel les habitats aquatiques diversifiés. La clé pour un milieu en bonne santé, c’est la diversité !

Le bassin versant de l’Oued Bellah est situé en zone semi-aride, faisant partie de la wilaya de Tipaza. Il est entre 2°9’33,84’’ et 2°16’1,2’’ de longitude Est et entre 36°30’7,56’’ et 36°36’41,76’’ de latitude Nord. Le bassin versant est contrôlé par la station hydrométrique (Pont RN 11). Elle est située suivant les coordonnées Lambert en x = 458,65 km et y = 367,50 km. Cette dernière dispose de mesure de H [cm] et des Ql [m3/s].

Le bassin reçoit entre 300 et 700 mm de pluie par an avec une moyenne inter-annuelle de 519 mm. Le climat du bassin est de type semi-aride, humide et froid en hiver et sec et chaud en été. Les mois les plus pluvieux sont novembre (85 mm) et décembre (89 mm).

station hydrométrique (Pont RN 11) Série de mesure de 3179 valeurs Concentrations (C en g/l) Débits liquides (Ql en m3/s) Hauteurs d’eau (H en cm) Elles sont sélectionnées pour l’établissement du rapport entre C et Ql ou bien pour le rapport entre Qs et Ql.

Sur la base de la courbe de tarage à partir des hauteurs d’eau lues sur une échelle limnimétrique. Par dépouillement des hauteurs d’eau enregistrées par un limnigraphe à flotteur.

Pour étudier l’évolution des débits solides déterminés à partir des C et des Ql mesurés à l’Oued Bellah, on a procédé par une analyse temporelle à différentes échelles. Etudier l’évolution entre ces deux grandeurs c’est de trouver la relation qui lie l’un à l’autre. Le rapport Qs/Ql a été soumis à des relations : linéaire, logarithmique, polynomiale, puissance et exponentielle. Généralement, les meilleurs résultats sont obtenus en puissance.

Une relation étroite entre le débit solide et le débit liquide caractérisant l’Oued Bellah. Cette relation est représentée par une loi en puissance de la forme : Qs = a×Qlb

De bonnes corrélations entre ces deux grandeurs représentant la dynamique sédimentaire de l’Oued Bellah pour l’ensemble des échelles étudiées (de 84 % en été à 92 % en hiver). Ceci, peut s’expliquer par la validité de la relation en puissance c’est-à-dire que le débit solide est lié au débit liquide par la relation Qs = C×Ql

Les quantités maximales des sédiments transportés en suspension par l’Oued Bellah s’observent entre novembre et avril. les crues d’hiver et les crues de printemps favorisent le transport des sédiments en suspension car elles sont caractérisées par une forte turbulence, due aux débits extrêmes. Les années 75/76, 78/79, 86/87, 90/91 et 98/99 se caractérisent par des volumes de sédiments en suspension d’un ordre de grandeur double à triple comparés aux autres années. les crues d’automne se caractérisent par de fortes concentrations et de faibles débits car la faible turbulence ne favorise pas le transport en suspension. Ces années ont été marquées par des crues exceptionnelles en volume et en durée (la crue de février 1976 (57895 t) et la crue de mars 1979 (69025 t).

La dégradation spécifique est très variable d’une année à l’autre La dégradation spécifique est très variable d’une année à l’autre. Elle varie de 57 t/km2/an pour l’année 2000/01 à 1973 t/km2/an pour l’année 1978/79, soit un rapport de 1 à 37.

Cette valeur se situe dans la fourchette des dégradations trouvées pour quelques bassins versants maghrébins.

Travaux de Williams (1989) Propose une classification des relations basées sur le rapport C/Ql durant la phase de crue et de décrue. Cinq modèles de relation sont ainsi établis.

A l’Oued Bellah, 104 crues enregistrées sur la période hydropluviométrique étudiée.

Le tableau statistique par événement donne les caractéristiques statistiques des 104 crues pour les variables Ql et c, donnant l’écart type, la moyenne, le mode, la médiane, le coefficient de variation, l’aplatissement et l’asymétrie.

Le tracé des graphes ainsi que celui représentant l’hystérésis Les courbes représentent les fluctuations de la C des sédiments transportés en suspension et des Ql pour les crues. Elles montrent qu’à oued Bellah, cette évolution suit principalement 03 modèles : le modèle en boucle dans le sens des aiguilles d’une montre (il se présente pour les crues du printemps, comme, il peut se présenter pour les crues d’automne et les crues d’hiver). Le modèle dans le sens inverse des aiguilles d’une montre qui se manifeste durant les crues d’hiver et de printemps et les formes en huit se présentent souvent pendant les crues de printemps comme elles peuvent se présenter pour les crues d’automne.

L’application de l’approche des hystérésis pour les 104 crues enregistrées au niveau du bassin étudié durant les périodes de données disponibles, fait ressortir la distribution des différentes classes d’évolution des relations des [] en sédiments transportés avec les Ql et leur fréquence relative. Le modèle de la classe II se présente avec un pourcentage de 45,2%, le modèle de la classe III avec 15,4% et le modèle de la classe V avec 39,4%. L’observation d’hystérésis horaire indique que les sédiments transportés durant la crue proviennent du lit de la rivière.