Le réseau hydrographique, le bassin versant et le bas-fond [8]

Objectifs du cours  Ce cours vise à donner à l’apprenant des informations importantes pouvant lui permettre de mieux gérer l’eau et de mieux planifier la mise en valeur d’un bas-fond. Au terme de ce cours, l’apprenant est capable de : -Connaitre les principes, la structure ou la composition des réseaux hydrographiques, des bassins versants et des bas-fonds. -Maitriser les caractéristiques des sous unités de chacune de ces structures. -Comprendre les relations existantes entre ces différentes unités. << Ce module est basé sur le matériel intitulé ‘’Le réseau hydrographique, le bassin versant et le bas-fond’’, développé par ‘’AfricaRice’’ . >>

Glossaire Réseau hydrographique : Ensemble des milieux aquatiques (lacs, rivières, eaux souterraines, zones humides, etc.) présents sur un territoire donné [a] Bassin versant : Portion de territoire dont l’ensemble des eaux convergent vers un même point de sortie appelé exutoire : cours d'eau, lac, mer, océan [b] Dépressions : Abaissement d'une surface ; enfoncement, creux [c] Plaines : Grande surface de terre plane et unie particulièrement utilisée par l'agriculture [d] Fluvio-marins : Relatif à l'action conjuguée du fleuve et de la mer, principalement dans les estuaires et les deltas [e] Mangroves : Forêt que l'on trouve sur les littoraux tropicaux [f] Thalwegs : Ligne qui rejoint les points les plus bas soit d'une vallée1, soit du lit d'un cours d'eau [g] Franges : Ce qui est en bordure [h]

Glossaire Ruisseaux : Petit cours d'eau peu profond [i] Hydrologie : Science de la terre qui s'intéresse au cycle de l'eau [j] Ecologie : Science ayant pour objet les relations des êtres vivants (animaux, végétaux, micro- organismes) avec leur environnement, ainsi qu'avec les autres êtres vivants [k] Toposéquence : Chaîne de sol relativement au relief [l] Plateau : Aire géographique d’altitude plus ou moins élevée, où les cours d'eau sont encaissés [m] Hydromorphie : C’est une qualité de sol. Un sol est dit hydromorphe lorsqu'il montre des marques physiques d'une saturation régulière en eau [n] Nappe phréatique : Nappe d'eau que l'on rencontre à faible profondeur [o] Remontées capillaires : Migration permanente d’eau depuis le sous-sol 24h/24 et 365 jours par an [p] Texture : Ensemble des caractères définissant l'agencement et les relations volumiques et spatiales des minéraux d'une roche [q]

Résumé Ce cours présente les principes du réseau hydrographique, du bassin versant et du bas-fond et comment ces unités sont liées l’une à l’autre.

Introduction Un réseau hydrographique [1] Le bassin versant [2] Généralités Selon Jamin (1995), le bas-fonds désigne toujours des zones dépressionnaires Mais toutes les dépressions ne sont pas des bas-fonds, par exemple les dépressions côtières, comme les plaines littorales, les deltas fluvio- marins, les lagunes les mangroves, les lacs, thalwegs à forte pente ….. Les bas-fonds se caractérisent surtout par leur position en amont du réseau de drainage Les bordures du bas-fond sont appelées franges Le terme de bassin versant a l’avantage de désigner de façon très synthétique l’ensemble du paysage qui concoure au fonctionnement hydrologique d’un réseau de bas-fonds, depuis la ligne de crête jusqu’au thalweg (la ligne de fond du bas-fond), en incluant les versants Un réseau hydrographique [1] Le bassin versant [2]

Relation entre bas-fond, bassin versant et réseau hydrographique Introduction Relation entre bas-fond, bassin versant et réseau hydrographique  Pour comprendre le fonctionnement d’un bas-fond il ne faut pas oublier que celui-ci fait partie d’un bassin versant et qu’il fait partie d’un réseau hydrographique Cette connaissance est importante pour plusieurs raisons la position d’un bassin versant dans le réseau hydrographique déterminera son futur développement et ce qui assurera une bonne gestion intégrée du bassin versant le bas-fond est seulement une partie (bien que très importante) du bassin versant une bonne connaissance du fonctionnement hydrologique et du réseau de drainage dans un bassin versant facilitera la gestion du bas-fond la gestion des différentes unités d’un bassin versant a des implications directes sur l’utilisation durable du bas-fond Structure d’un réseau hydrographique [3]

Test 1-Vrai ou faux La mangrove est une dépression 2- Vrai ou faux Le bas-fond et le bassin versant sont contenus dans le réseau hydrographique

Le réseau hydrographique Introduction Le réseau hydrographique est un terme général utilisé pour décrire l’ensemble de la surface occupée par plusieurs bassin versants qui sont liés par un réseau de drainage Ce réseau de drainage consiste en plusieurs petits ruisseaux (pérennes ou saisonniers) qui coulent dans un fleuve en aval Un réseau hydrographique typique a beaucoup de bassins versants et de dépressions de tailles diverses qui peuvent être regroupés dans des ordres différents Les ordres varient en général de 1 à 4, avec les bassins versants de premier ordre en amont et les bassin-versants de quatrième ordre en aval Exemple d’un réseau hydrographique [4]

Le réseau hydrographique Bassin versant de premier ordre Un bassin versant de premier ordre est au début du réseau Aucune vallée ne draine dans ce bassin versant Il se trouve en général en amont dans le réseau hydrographique, mais il peut être aussi situé plus en aval, s’il déverse ses eaux dans une vallée d’un ordre plus élevé Les sols au niveau du bas-fond sont souvent limoneux- sableux Exemple d’un Bassin versant de premier ordre [5]

Le réseau hydrographique Vallée de deuxième ordre Une vallée de deuxième ordre reçoit de l’eau d’au moins un bas-fond de premier ordre Elle est en général plus en aval que les vallées de premier ordre et le bas-fond est généralement un peu plus large Un ruisseau saisonnier peut être visible au milieu du bas-fond La pente (ou versant : distance entre la crête et le bas-fond) est plus longue et plus marquée que pour les vallées de premier ordre Exemple d’une vallée de deuxieme ordre [6]

Le réseau hydrographique Vallée de troisième ordre Une vallée de troisième ordre reçoit de l’eau des vallées de premier et deuxième ordre Elle est plus en aval et le bas-fond est plus large La longueur de la pente est plus importante Les sols du basfond sont plus profonds et plus argileux Il peut y avoir aussi des vallées de quatrième, cinquième ordre, ça dépend du degré d’embranchement de la rivière Exemple d’une vallée de troisième ordre [7]

Test 1-Vrai ou faux Une vallée de deuxième ordre est plus en aval que les vallées de premier ordre 2-Correspondance Identifier les endroits où on peut retrouver les sols suivants: sol plus argileux : Vallée de troisième ordre sol limoneux-sableux :Bassin versant de premier ordre

Le bassin versant Structure d’un bassin versant [8] Introduction Le bassin versant couvre l’espace entre les crêtes et le bas-fond et inclut tout le paysage qui est drainé par une petite vallée dans un bas-fond Le bassin versant est l’élément le plus important d’un réseau hydrographique Le bassin versant contient plusieurs éléments qui sont définis par son hydrologie et son écologie dans une succession de la crête au bas-fond, en passant par la pente Les éléments les plus importants dans la toposéquence d’une petite vallée sont  le plateau la frange hydromorphe le bas-fond Structure d’un bassin versant [8]

Le bassin versant Le plateau C’est une zone pluviale stricte Le plateau inclut la crête et les parties les plus hautes de la pente vers le bas-fond Il est caractérisé par des risques de manque d’eau La pluie est la seule source d’eau pour les cultures du plateau car la nappe est hors de la portée des racines Les sols sont relativement grossiers et mouillés uniquement pendant la saison des pluies Sur la surface, des cailloux, gravillons, concrétions ferrugineuses ou blocs de roche peuvent gêner les pratiques culturales, en particulier le labour du sol Un plateau [9]

Le bassin versant La frange hydromorphe La frange hydromorphe est zone phréatique Elle inclut principalement la partie basse de la pente vers le bas- fond La pluie et les remontées capillaires de l’eau de la nappe sont les principales sources d’eau pour les cultures de la frange La nappe est alimentée par le ruissellement des eaux du sous-sol de la crête vers le bas-fond, et par l’infiltration des eaux qui coulent en surface La frange hydromorphe est souvent utilisée pour la production des légumes La frange d’un bas-fond [10]

Le bassin versant Le bas-fond Le bas-fond est une zone fluxiale Il est caractérisé par une saturation en eau et souvent par l’inondation L’eau vient -de la pluie -des ruissellements du plateau et de la frange, -du drainage des bas-fonds d’un ordre inférieur, et - des flux (circulation d’eau) dans le sous-sol En cas d’inondation, on peut souvent observer une couleur pétrole à la surface de l’eau et de la rouille au fond, correspondant aux hydroxydes de fer Ceci indique que le sol est riche en fer et peut être toxique pour le riz L’eau venant des ruissellements[11] Manifestation de la toxicité ferreuse [12]

Test 1-Vrai ou faux Le bassin versant couvre se situe entre les crêtes et le bas-fond 2-Correspondance Plateau: zone pluviale stricte Frange hydromorphe: zone phréatique Bas-fond: zone fluviale 3-Correspondance Choisir la source d’eau correspondante des zones suivantes: Plateau: la pluie Frange hydromorphe: la pluie et la nappe Bas-fond: la pluie, le ruissellement, le drainage des bas-fonds et les flux dans le sous-sol

Types de bas-fonds et de fonds de vallées Types de bas-fond selon les caractéristiques structurales Selon Andriesse (1986) trois types de bas-fonds peuvent être distingués selon la structure -des vallées étroites avec des versants raides et droits à convexes, se trouvant dans des roches relativement dures (telles que le granite et le quartz) -des vallées intermédiaires avec des versants modérément raides et concaves, dans des roches modérément dures (comme le schiste) -des vallées larges avec des pentes douces et concaves, dans des formations relativement tendres comme les roches sédimentaires Une vallée étroite [13] Une vallée intermédiaires [14]

Types de bas-fonds et de fonds de vallées Types de bas-fond selon les caractéristiques hydrologiques Deux types de bas-fond peuvent être distingués selon les caractéristiques hydrologiques (Andriesse,1986) -Vallées à écoulement fluvial -Vallées de débordement du cours d’eau en aval des vallées à écoulement fluvial

Types de bas-fonds et de fonds de vallées Types de bas-fond selon les caractéristiques hydrologiques Vallées à écoulement fluvial Elles se situent dans les parties supérieures des aires d’alimentation du cours d’eau Les principales sources d’eau sont -la pluie -le ruissellement -l’infiltration des plateaux adjacents La taille des aires d’alimentation d’eau varie entre 2 et 5 km² sur des roches granitiques et de 20 à 50 km² sur des roches sédimentaires Ces vallées ont le lit d’un cours d’eau mal défini, étroit, plus ou moins localisé au centre et n’existant pas dans les parties supérieures Les fonds plats de la vallée varient en largeur d’à peu près 10 m dans les parties en amont à 100 m environ dans les extensions inférieures Vallée à écoulement fluvial [15]

Types de bas-fonds et de fonds de vallées Types de bas-fond selon les caractéristiques hydrologiques Vallées de débordement du cours d’eau en aval des vallées à écoulement fluvial Ces vallées ont un lit de cours d’eau distinct qui est en général localisé sur un côté d’une petite plaine d’inondation (jusqu’à 200 m de largeur) dans le fond de la vallée La source principale de l’eau est le débordement du cours d’eau Vallée de débordement [16]

Test 1-Choisir l’intrus (choix multiple) Selon Andriesse (1986) trois types de bas-fonds peuvent être distingués selon la structure Des vallées très grosse des vallées étroites des vallées intermédiaires des vallées larges 2-Selon Andriesse (1986) trois types de bas-fond peuvent être distingués selon les caractéristiques hydrologiques Vrai ou faux 3-Vrai ou faux La source principale de l’eau des Vallées de débordement est le ruissellement

Les caractéristiques des sols des terres basses des vallées Introduction Les caractéristiques des sols des terres basses des vallées sont très diversifiées, tant qu’au sein qu’entre les vallées, allant de sable à argile En général, les textures des sols ainsi que leurs caractéristiques chimiques reflètent les sols des plateaux environnants et le matériel parent d’où ils sont dérivés (Andriesse, 1986)

Les caractéristiques des sols des terres basses des vallées Relation entre le type de sol et sa fertilité Les sols à grains grossiers infertiles proviennent des fonds de vallées de roches peu fertiles et acides (grès, granite) Les sols à grains moyens à fins, relativement fertiles dans les fonds de vallées avec des roches parentes fertiles (schiste argileux, siltite, basalte) Roche peu fertile [17] Roche fertile [18]

Test 1-Correspondance Identifier la provenance des sols: sols à grains grossiers infertiles: vallées de roches peu fertiles et acides sols à grains moyens à fins: vallées avec des roches parentes fertiles 2-Vrai ou faux Le schiste est une roche fertile

Test final 1-Choix multiples Compléter la phrase suivante Un bassin versant de …………….est au début du réseau hydrographique premier ordre bas-fond Vallée Dépression 2-Vrai ou faux Un ruisseau saisonnier peut être visible au bord du bas-fond d’une vallée de deuxième ordre 3-Vrai ou faux Le bassin versant est l’élément le moins important d’un réseau hydrographique 4-Choisir l’intrus dans la liste suivante: (choix multiples) Les éléments les plus importants dans la toposéquence d’une petite vallée sont : la digue le plateau la frange hydromorphe le bas-fond

Test final 5-Vrai ou faux La frange hydromorphe est souvent utilisée pour la production de riz 6-Choix multiples ( choisir l’intrus) Les sources d’eau d’une vallées à écoulement fluvial la nappe la pluie le ruissellement l’infiltration des plateaux adjacents 7-Vrai ou faux En cas d’inondation, on peut souvent observer dans les bas-fonds une couleur pétrole à la surface de l’eau et de la rouille au fond 8- La textures et les caractéristiques sont indépendantes du matériel parent d’où ils sont dérivés Vrai ou faux

Sources 1-Sources des photos et images 1-http://www.aprona.net/FR/nappe/reseau-hydrographique-alsacien.html 2-http://www.inra.fr/Grand-public/Ressources-et-milieux-naturels/Toutes-les-actualites/Bassin-versant 3-http://a141.idata.over-blog.com/2/64/07/65/structures-tabulaires.jpg 4-http://www.schweizerseiten.ch/hydrographique.htm 5- http://www.upmc.fr/fr/recherche/actualites_de_la_recherche/climaginons_demain/decouvertes/le_cli mat_autrement/erosion_stockage_et_transfert_de_carbone_bassins_versants.html 6-http://www.ville-lege44.fr/accueil/actualites/Page-8.html 7-http://www.geo.fr/environnement/france-nature/(offset)/20 8-http://www.semnon.fr/definition-d-un-bassin-versant.htm 9-http://www.memoireonline.com/06/10/3572/m_Contribution--lelaboration-dun-plan-damenagement- du-bassin-versant-de-la-riviere-Coupe--l36.html 10-http://www.sepaq.com/parcs-quebec/blogue/article.dot?id=76f59bbd-5292-47d2-a637- c4eeb31addfb

Sources 1-Sources des photos et images 11-http://geomorphologie.revues.org/93 12-PLAR–IRM Curriculum: Technical Manual (Wopereis et al., 2009) 13-http://www.vallouimages.com/vallouimages.net/vallee-etroite/vallee-etroite-p1b2.htm 14-http://indochine-images.blogspot.com/2014_11_01_archive.html 15-http://www.persee.fr/doc/rgpso_0035-3221_1951_num_22_2_1310 16-https://fr.dreamstime.com/photo-stock-valle-avec-le-cours-d-eau-et-cascades-en-automne- image63346814 17-http://www.ac-grenoble.fr/ecoles/g1/spip.php?article789 18-http://www.vinsvignesvignerons.com/Geologie/Pedologie/Notion-de-sol-Sols-viticoles

2-Sources des définitions et du matériel [b] (https://fr.wikipedia.org/wiki/Bassin_versant) [c] (http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/d%C3%A9pression/23913) [d] (http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/plaine/) [e](http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/fluvio%2Dmarin_fluvio%2Dmarine_fluvio%2Dmarins_fl uvio%2Dmarines/34325) [f] (http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/mangrove/) [g] (https://fr.wikipedia.org/wiki/Talweg) [h] (http://dictionnaire.cordial-enligne.fr/definition/frange) [i] (http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/ruisseau/70241

Sources 2-Sources des définitions [j](http://www.actuenvironnement.com/ae/dictionnaire_environnement/definition/hydrologie.php4) [k] (http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/ecologie/) [l] (http://www.universalis.fr/dictionnaire/toposequence/) [m] (https://fr.wikipedia.org/wiki/Plateau_(géographie) [n] (https://fr.wikipedia.org/wiki/Hydromorphie [o] (https://fr.wikipedia.org/wiki/Nappephréatique) [p] (http://www.mur-tronic.com/humidite/les-remontees-capillaires/) [q] (http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/texture/77634 - Wopereis et al., 2008. Le réseau hydrographique, le bassin versant et le bas-fond. Curriculum APRA- GIR : Manuel technique. AfricaRice. 5p

Références bibliographiques Andriesse, W., 1986. Wetlands in sub-Saharan Africa : Area and distribution. In: Juo, A.S.R. and Lowe, J.A., (eds). The wetlands and rice in sub-Saharan Africa. Proceedings of an international conference on wetland utilization for rice production in sub-Saharan Africa, 4-8 November 1985, Ibadan, Nigeria. International Institute of Tropical Agriculture, PMB 5320, Ibadan, Nigeria, pp. 15–30. Legoupil J.C., Lidon B., Blanchet F., Jamin J.Y., 2001. Mise en valeur et aménagement des bas- fonds d’Afrique de l’Ouest, CD-ROM CIRAD, Inland Valley Consortium (IVC) / Consortium bas- fonds (CBF), 01 BP 2551, Bouaké, Côte d’Ivoire. Windmeijer P.N., Andriesse W. (Eds), 1994. Inland valleys in West Africa: an agro-ecological characterization of rice-growing environments. ILRI publication 52, Wageningen, the Netherlands.