Institut français de recherche scientifique pour le développement en coopération Projet GBS/87/002 Assistance à la Direction Générale des Ressources Hydrauliques Etude d'évaluation et d'inventaire des ressources en eau de surface de la GUINEE BISSAU Rapport d'avancement Analyse des données - Propositions d'études Jean ALBERGEL & Yannick PEPIN Hydrologues OR8TOM Département Eaux Continentales Dakar, Juillet 1990
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Etude d'évaluation et d'inventaire des ressources en eau ...
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Institut français de recherche scientifique pour le développement en coopération
Projet GBS/87/002Assistance à la Direction Générale des Ressources Hydrauliques
Etude d'évaluation et d'inventaire
des ressources en eau de surface
de la GUINEE BISSAU
Rapport d'avancement n~Analyse des données - Propositions d'études
Jean ALBERGEL & Yannick PEPIN
Hydrologues OR8TOMDépartement Eaux Continentales
Dakar, Juillet 1990
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Projet GBS/87/002 Eau de surface
Rapport d'avancement n02Analyse des données - Propositions d'études
SOMMAIRE
INTRODUCTION
Partie 1 : Les ressources pluviométriques
1.1 Etude spatio-temporelles des chroniques annuelles.
1.1.1 Répartition spatiale des pluies annuelles sur le territoire de GUINEE BISSAU1.1.2. Etude des tendances pluviométriques1.1.3 Analyse statistique des pluviométries annuelles1.1.4. Calcul de la pluie moyenne par bassins
1.2 Etude de la pluviométrie mensuelle
1.2.1 Mécanisme des précipitations en GUINEE-BISSAU1.2.2 Répartition et durée de la saison des pluies
1.3 Etude de la pluviométrie journalière
1.4 Propositions d'études dans le domaine des ressources pluviales
1.4.1 Entretien du réseau existant et alimentation de la banque PLUVIOM Installée à la DGRH1.4.2 Constitution d'un fichier pluviométrique opérationel1.4.3 Etablissement d'un fichier pluviographique
Partie 2 :L es ressources fluviales
2.1. Le domaine continental
2.1.1 Les grands bassins fluviaux du domaine continental2.1.1.1 Débits caractéristiques2.1.1.2 Bilan pluie-débit2.11.3 Etude statistique
2.1.2 Les petits bassins versants2.1.2.1 Les bas-fonds des régions soudano-guinéennes (11 oomm < pluie < 1400mm)2.1.2.2 Les bas-fonds de la zone guinéenne pluviométrie> 1400 mm ....2.1.2.3 Paramètres liés à l'écoulement dans ces petits systèmes hydrologiques.* Estimation de l'écoulement annuel* Estimation de la crue de cc projet ..* écoulement de base en relation avec la nappe alluviale
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2.2 Le domaine f1uvio marin
2.2.1 Les estuaires des rios CACHEU, MANSOA, GEBA, BUBA et CACINE2.2.2 Les petites vallées sous Influence marine
2.3 Propositions d'études dans le domaine des ressources fluviales
2.3.1. Maintien, entretien et complément du réseau de base sur les biefs continentaux des grandesrivières* Dans un premier temps les problèmes suivants doivent être résolus:* Extension du réseau et gestion des bassins partagés2.3.2. InstallatIon et observations dans le domaIne continental de bassins versants représentatifs2.3.3. Installation de bassins versants expérimentaux dans les vallées saumâtres à vocation rizicole2.3.4. Installation et gestion d'un réseau de marégraphes
PARTIE 3 : LE SERVICE HYDROLOGIQUE
3.1 Equipement commun et indispensable dans chaque brigade
3.2 l'équipement spécifique à BISSAU
3.3 le rôle de chaque brigade
3.3.1 Système simple lecteur3.3.1 Système simple lecteur3.3.2. Système lecteur + enregistreur papier3.3.3. Système avec enregistreur à mémoire magnétique
3.4 Fond documentaire
CONCLUSION
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INTRODUCTION
Dans le cadre des activités du Projet GBS/87/002" Assistance à la Direction Générale des RessourcesHydrauliques ", une convention entre le PNUD et l'ORSTOM a été signée pour la réalisation d'une étuded'évaluation et d'inventaire des ressources en eau de surface de la GUINEE-BISSAU.
Les objectifs de cette étude sont:
- 1. Etat des connaissances en hydrologie de surface pour powolr utiliser l'ensemble del'information disponible en réalisant les taches suivantes:
*évaluation de l'état du réseau d'observations hydrologiques et propositions en vuede sa réhabilitation et de son développement,*délimitation et caractérisation des principaux bassins versants du pays,*création d'une banque hydrométrique et d'une banque pluviométrique avec lesdonnées existantes.
- 2. Evaluation des ressources en eau de surface de la GUINEE-BISSAU.
- 3. Organisation un stage de formation pour le responsable du Service Hydrologique de laDGRH.
- 4. Préparation d'un plan pour une étude plus approfondie des ressources en eau de surfacede GUINEE-BISSAU.
A la fin des travaux correspondant au premier point, un rapport a été rédigé donnant une image desréseaux d'observations hydrologiques et l'état des banques de données hydro-plwiométriques.
Ce premier rapport a permis aux différentes brigades hydrologiques de GUINEE-BISSAU de réaliser destravaux de première nécessité avant le début de l'hivernage 1990 et de planifier déjà des tournées dejaugeages aux différentes stations pendant la saison des pluies 1990.
Un stage de formation a été organisé au centre ORSTOM de DAKAR du 2 au 15 MAI 1990 pour J. BALDE.·responsable du service hydrologique du Secrétarat d'Etat des Ressources Naturelles de GUINEEBISSAU. J. BALDEa été formé pour l'utilisation des logiciels HYDROM et PLUVIOM qui ont servi à laréalisation des banques de données hydrologiques et pluviométriques de GUINEE·BISSAU. Il aégalement vu l'organisation de fa section hydrologique de l'ORSTOM DAKAR et a eu des exposés surles différentes activités de recherche de cette équipe. Durant son séjour à DAKAR, J. BALDE a rencontréles principaux agents du service hydrologique de la DEH du SENEGAL et a pu échanger des points devues sur Je fonctionnement et l'organisation d'un service hydrologique national. Il s'est également rendudans les services techniques de l'OMVG. Une journée de ce stage a été consacrée à l'initiation à latélédétection. R. CHAUME a dispensé un cours sur l'établissement de cartes thématiques à partir del'imagerie SPOT et a présenté son travail effectué sur l'évaluation des ressources en eau de surface deGUINEE BISSAU par télédétection. Une visite sur le terrain a été organisée pour montrer une action derecherche menée par l'ORSTOM et l'ISRA (Institut Sénégalais de recherches Agricoles) sur le site deDJIGLlINOUM en Basse-CASAMANCE en vue d'optimiser la gestion d'un owrage antl-sel dans unepetite vallée aux sols sulfatés acides.
Une nouvelle mission a été réalisée du 15 au 20 MAI 1990 en GUINEE BISSAU. Cette mission a étéréalisée par R. CHAUME, directeur de recherche responsable de l'unité télédétection de l'ORSTOM au
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centre de MONTPELLIER, J. ALBERGEL, chargé de recherche responsable de la section hydrologie ducentre ORSTOM de DAKAR et J. BALDE, responsable du seNIce hydrologique au Secrétariat d'Etat desRessources Naturelles de GUINEE BISSAU.
Cette missIon a eu les objectifs suIvants:
- Critiquer le premier rapport: Réseau hydrologique et banques de données
-Installer les logiciels HYDROM et PLUVIOM ainsi que les banques de données hydrologiques et pluviométriques au seNice hydrologique au Secrétariat d'Etat des Ressource~
Naturelles de GUINEE BISSAU. CeseNice venait de se doter d'une configuration Informatique adéquate pour cette installation. Elle comprend un micro-ordinateur AT 286 avec undisque dur de 80 M. octets, une imprimante matricielle graphique, un traceur de coubesHP 7475 et une table à digitaliser SUMMAGRAPHIC. Les logiciels Installés et les banquesde données sont entièrement fonctionnels.
- Réaliser une prospection de terrain pour établir les" vérités sol .. de l'étude télédeteetion.R.CHAUME a présenté les cartes thématiques au 1/50000 et 1/75000 réalisée parclassification automatique sur les trois zones choisies comme test. Les visites sur le terrainont montré une bonne adéquation entre les unités de paysages et la classificationautomatique. Des mesures de conductivité ont montré que les trois classes représentantl'eau correspondent à différentes salinités. La légende des cartes thématiques a pu êtreétablie.
Ce rapport fait le point sur l'état des connaissances en matière de ressources en eau de surface de laGUINEE-BISSAU en utilisant au mieux le matériel scientifique existant. Il propose des actions de suivIet de recherche pour améliorer cette connaissance et permettre au seNice hydrologique de remplir plei-nement son rôle. . .
La première partie est consacrée à la ressource pluviométrique. Celle-cl est abordée suivant troiséchelles de temps : les précipitations annuelles, les précipitations mensuelles et les précipitationsjournalières. La répartition spatiale et temporelle des précipations est étudiée, ainsI que les pluiesmoyennes par grande unité hydrologique.
Dans la seconde partie, les données sur la ressource en eau des rivières sont étudiées. Les domainesfluvio-marins et continentaux sont différenciés. Dans chacun de ces domaines seront étudiés d'une partles grands bassins et d'autre part les petits cours d'eau et bas-fonds.
La troisième partie est reservée au seNice hydrologique de GUINEE BISSAU.
REMERCIEMENTS
Les auteurs du présent rapport tiennent à remercier toutes les personnes qui ont permis cette nouvellecoopération entre le seNice de l'Hydrologie du Ministère des Ressources Naturelles de GUINEEBISSAU et l'ORSTOM, ainsi que tous les agents guinéens qui les ont aidés dans leurs missions:
-M. JOAO CARDOSA, Secrétaire d'Etat des Ressources Naturelles,-M. ADELINO HANDEM, Directeur Général des Ressources Hydriques,-M. CYR MATHIEU SAMAKE, Représentant Résident du PNUD-M. JULIO BALDE, responsable du Service Hydrologique,-M. DICHTL, Conseiller technique PNUD,-M. FRANCISCO VAS CONCELLO, agent de la DGRH-M. ABDOULAYE SANE, agent de la DGRH-M. BAUDET, agent du PNUD à GABU
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Partie 1 : Les ressources pluviométriquesLa carte des postes pluviométriques aété donnée dans le premier rapport ainsi que leurs coordonnéesgéographiques. L'ensemble des données pluviométrIques aété rassemblé et Informatisé, la banque dedonnées brutes a été remIse à la DGRH avec le premier rapport. Elle a été Installée avec le loglch:~1
PLUVIOM sur le micro-ordinateur de la DGRH à BISSAU. Nous fournissons les valeurs de la pluvIométriemensuelle et annuelle à la fin de ce chapitre.
La qualité des données pluviométriques est très variable d'une station à l'autre. La première étap~
préalable pour l'étude des lames précipitées est donc l'homogénéisation des données sur une périodecommune à toutes les stations observées. Ce travail de critique des données s'est réduit dans le cadrede celte étude à retenir les postes de plus longues durées et où les observations ont semblée fiablesau moins à l'échelle mensuelle.
1.1 Etude spatio-temporelles des chroniques annuelles.
1.1.1 Répartition spatiale des pluies annuelles sur le territoire de GUINEE BISSAU
Pour l'étude de la répartition spatiale des précipitations annuelles la "norme" préconisée par l'OMM estla moyenne Interannuelle sur la période 1931·1960. PlusIeurs études ont montré que, pour tenir comptede l'épisode de sécheresse des années 70-80 dans la zone soudano-sahélienne et pour pouvoIr utiliserun certain nombre de stations installées depuis 1950, Il était préférable d'utiliser la moyenne Interan·nuelle sur la période 1951-1980.
Dans le cas de la GUINEE BISSAU, les données pour la majorité des stations débutent dans les années1950 avec une lacune entre 1967 et 1977 excepté pour les stations synoptiques. \1 a été Impossible
,d'avoir une période commune de 30 années sur suffisamment de stations pour établir la carte desisohyètes inter-annuelles. En utilisant la médiane statistique de toutes les stations ayant plus de 10années d'observation, l'information a été alors suffisante pour représenter les variations spatiales de lapluie annuelle. (carte 1).
Celte méthode est représentative du climat actuel de la GUINEE BISSAU. La médiane reflelte une valeurrésultant d'un échantillon comprenant pratiquement autant d'années humides (décennies 50 et 60) etd'années sèches (décénnies 70-80).
Il en résulte que le territoire de la GUINEE BISSAU est compris entre les pluviométries annuelles 1200mm et 2500 mm. Les isohyètes suivent les paralléles. Au nord, elles se relèvent à l'approche de la zonemaritime, ainsi à latitude égale il pleut 1600 mm à VARELA et 1250 à BURUNTUMA station la plus à l'ESTdu pays. Vers le sud, les Isohyètes restent bien parallèles mais sont beaucoup plus resserrées, deBISSAU à BOLAMA la pluviosité passe de 1700 mm à 2100 mm en moins de 100 km. Au sud-est les,Isohyètes sont Influencées par les contreforts du massif du FOUTA DJALON.
Il est possible d'avoir une estimation grossière de la pluviométrie Inter-annuelle en tout pofnt du territoirede GUINEE BISSAU en utilisant une régression linéaire à partir de la latitude de ce point exprimée enminute d'angle.
Pour un poste dont la latitude est comprise entre 660 minutes nord et 750 minutes nord:
Pan =-14 lat + 11725
Celte régression est représentée sur la figure 4 du paragraphe "statistique des pluies annuelles'. Letableau 1 montre la précision de celte estimation
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Tableau 2 Irrégularité inter-annuelle
Sur chaque chronique de pluviométrie annuelle l'irrégularité inter-annuelle est appréciée par l'écart typeet le coefficient de variation. le tableau 2 donne ce coefficient pour les prIncipales stations. Dans ce
.paragraphe on appréciera également l'irrégularité par le rapport de la pluie annuelle décenale sèche surla pluie annuelle décenale humide. Habituellement le coefficient de variation décroit avec la latitude enzone soudano-sahélienne. Sur les chroniques étudiées on ne retrouve pas cette relation. leschroniques n'ayant pas été homogénéisées, on peut penser que quelques années mal observéesaugmentent artificiellement le coefficient de variation, ou encore qu'un effet de la proximité de l'océancrée une irrégularité.
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Tableau 1 Estimation de la pluviométrie Interannuelfe par la latitude
Isohyètes interannuelles à partir des valeurs médianes
SENEGAL
Légende
• Station pluViométrique
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11111111111111111
1.1.2. Etude des tendances pluviométriques
Pour mettre en évidence les tendances climatiques au cours de la seconde moitié du XX ème siècle,OUVRY (1983) préconise d'utiliser les moyennes mobiles pondèrées. Cette méthode considère que leschroniques annuelles sont assimilables à un processus de MARKOV d'ordre 1, autrement dit qu'unepartie de la pluie est entièrement aléatoire tandis que l'autre partie dépend des valeurs antérieures. Cettereprésentation permet de lisser les variations inter-annuelles, elle est préférable aux moyennes mobilessur 5 ou 11 ans qui introduisent un pseudo-cycle dans la chronique 'effet SLUTSKY".
Les tableaux 3 et3 bis récapitulent pour 7 stations échelonnées en latitude et longitude, les valeurs despluies annuelles observées et les valeurs lissées par la formule suivante : ~ -::.. ~ _011-(" -t.l
n 401. l "" 1j) e.P =1/2 P + 1128 p e-<l7(n-I) ~ ?II\.. - 7'" c... ~ i.
n n 1_1 1 e.-
où Pn = pluviométrie de l'année n
Les figures 2 représentent les variations des valeurs lissées aux stations considérées, comparées auxmoyennes inter-annuellelles. On distingue deux périodes, la première de 1950 à 1968 est plutôtexcédentaire, la seconde postérieure à 1968 est déficitaire avec deux sécheresses extrêmes 1972-73et 1980-84. On remarquera que le déficit enregistré au cours des décennies 70 et 80 est plus fort dansla zone au nord de BISSAU où les valeurs lissées sont systématiquement inférieures à la moyennedepuis 1968, que dans la zone sud.
1.1.3 Analyse statistique des pluviométries annuelles
Un ajustement automatique de 10 lois statistiques est tenté sur chaque série pluviométrique. Le meilleurajustement a été choisi en prenant comme critère le test de BRUNET-MORET. Ce test favorisel'ajustement aux valeurs extrêmes (minimisation des surfaces comprises enÎre la courbe théorique et lacourbe de distribution expérimentale).
Une sortie intégrale du logiciel 10 lois pour les lois qui ont le plus de chances de convenir est donnécomme exemple pour la station synoptique de BISSAU.
Les résultats des ajustements des meilleures lois au sens du test de BRUNET-MORET sont récapitulésdans les tableaux 4 et 4 bis où sont indiquées le nom des stations, la latitude, le nombre d'annéesutilisées dans l'ajustement, la loi choisie, les récurrences sèches puis les récurrences humides_
Les ajustements retenus sont représentés pour les 6 stations principales sur des graphiques encoordonnées GAUSSO-ARITHMETIOUES(figure 3).
Il est possible d'avoir une estimation grossière de la pluviométrie de récurrence décenale sèche ethumide en tout point du territoire de GUINEE BISSAU en utilisant une régression linéaire à partir de lalatitude de ce point exprimée en minute d'angle.
Pour un poste dont la latitude est comprise entre 660 minutes nord et 750 minutes nord:
P1Osec = -11. 18 lat + 9284
P10hum = -17.34 lat + 14602
Ces régressions sont représentées sur la figure 4. Les tableaux 5 et 6 montrent la précision de cetteestimation.
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POINTAGE DES 37 VALEURS OBSERVEES RANGEES AVEC ORDRE D APPARITION
1 PROBABILITE (RANG-.5)/TAILLE ECHANTILLON
RANG ORDRE PROBABILITE VALEUR RECURRENCE VALEUR PROBABILITE RANG ORDRE
MOYENNE OBSERVEE 1765.351MEDIANE OBSERVEE 1799.000MODE PROBABLE 1725.627VARIANCE 161483.125 P.M. ECART TYPE 401.850COEF VARIATION 0.228 ECART TYPE/MOYENNECOEF ASYMETRIE 0.202 3EME CUMULANT/VARIANCE**1.5COEF APLATISSEMENT -0.217 4EME CUMULANT/VARIANCE**2.AJUSTEMENTS AUX 5 DISTRIBUTIONS RETENUES VALEURS CALCULEESPAR LA METHODE DU MAXIMUM DE VRAISEKDLANCELES PARAMETRES D ECHELLE ETANT POSITIFS A PRIORI
11111111
12345
6789
10
1112131415
16171819
2835193736
2433342532
23103122
4
2714
826
0.01350.04050.06760.09460.1216
0.14860.17570.20270.22970.2568
0.28380.31080.33780.36490.3919
0.41890.44590.47300.5000
984.0001111.0001146.0001176.0001242.000
1375.0001427.0001448.0001476.0001495.000
1496.0001496.0001534.0001624.0001633.000
1698.0001715.0001796.0001799.000
74.00024.66714.80010.5718.222
6.7275.6924.9334.3533.895
3.5243.2172.9602.7412.552
2.3872.2422.1142.000
2771. 0002528.0002244.0002228.0002216.000
2191.0002182.0002165.0001991. 0001983.000
1978.0001946.0001921. 0001878.0001872.000
1860.0001847.0001846.0001799.000
0.98650.95950.93240.90540.8784
0.85140.82430.79730.77030.7432
0.71620.68920.66220.63510.6081
0.58110.55410.52700.5000
3736353433
3231302928
2726252423
22212019
91
151611
620
72118
135
1712
3
2302926
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VALEUR LIMITE INFERIEURE CHOISIE POUR LES BORNES INFERIEURES -0.10000E+01
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GAUS DISTRIBUTION DE LAPLACE-GAUSS DITE NORMALEG.VR DISTRIBUTION DE GUMBEL MAXIMUM DE VRAISEMBLANCEG.MO DISTRIBUTION DE GUMBEL PAR LES MOMENTSGALT DISTRIBUTION DE GALTON,GAUSSO-LOGARITBHIQUEPEAR DISTRIBUTION DE PEARSON III, GAMMA INCOMPLETE, EN XPEAV DISTRIBUTION DE PEARSON V,GAMMA INCOMPLETE,EN l/XGOOD DISTRIBUTION DE GOODRICH,EXPO GENERALISEE,EN X**AFREC DISTRIBUTION DE FRECHET,EXPO GENERALISEE,EN l/X**ALGAM DISTRIBUTION WRC-USA,LOG-GAMKA DE 1ERE ESPECEFUIT DISTRIBUTION DE LA LOI DES FUITESPOLY DISTRIBUTION DE POLYA
DISTRIBUTION GAUSS GUM.V GALTO PEAR3 GOODRPARAMETRES
D ECHELLE 396.382 366.250 2130.456 73.693 1098.263DE POSITION 1765.351 1570.282 -401.850 -401. 850 788.946DE FORME PREMIER ................. '* •••• .********* 0.189 29.408 0.376DE FORME SECOND **** •••••• •••••••••• .......... •••••••••• ••••••••••
Pluies Annuelles Décennales Sèches fonctionde la Latitude E
c550
a
• 500
"~450
T
Y400
.'i., P 35001-.âJl! 300e--.1 n 250
800 +--+---+---+--1-----+---+---+--__
660 670 680 690 700 710 720 730 740 750
mm
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Figure 4
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1.1.4. Calcul de la pluie moyenne par bassins
La méthode utilisée est celle des polygones de THIESSEN. On a préféré cette méthode à celle qui utlllseles Isohyètes et le coefficient d'homogénéisation par zone climatique (DUBREUIL, 1971) à cause dumanque de données sur le haut bassin du CORUBAL
Trois zones ont été distinguées pour cette étude:
- la zone continentale avec les bassins et sous bassins du CORUBAL, du GEBA et duCACHEU
- la zone f1uvio-marine avec les bassins et sous bassins maritimes-les îles, où l'ensemble est représenté par un polygone de 4752 km2 et le poste unIque de
BUBAQUE
Le tableau 7 donne la liste des postes utilisés et leur aire d'Influence (en % de la surface totale Indiquéeen denière ligne) pour chaque bassin. On a eu recours aux données de GUINEE CONAKRY et duSENEGAL
Le tableau 8 récapitule la pluie moyenne par bassin pour une année médiane, une année sèche: on achoisi 1983 où les valeurs de tous les postes sont voisines voire Inférieures à la décenale sèche, uneannée humide: 1958 où les valeurs de tous les postes sont voisines voire supérieures à la décenalehumide.
Les cartes présentées aux figures 5 et 5 bis montrent la répartition de THIESSEN utilisée.
Il est évident que pour l'étude des précipitations sur les îles la méthode est très Incomplète. lapluviométrie dans les îles de l'atlantique nord est très Influencée par l'exposition au vent et l'altitude.Cette seule valeur observée donne cependant une Idée, vu le peu de relief dans les îles BIJAGOS.
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1 Projet GBS/87/002 Eau de surface Tableau 7 22
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Evaluation des lam~réc~itéeSannuelles par bassIn
"680
Coefficients de ISS N >our chaque bassinSTATION CAllE CHETCHE SALnNHO USSEUNl &ONACO POTAGEM BMAlA UMBEUBE CACHEU MANSOA 81SSAU 8UM CATIO CACINE llE8QUINEE Il",,U8UIlAQUE a a a a a a a a a a a a a a .0081SSAU a a a a a a a a a 7.11 aD a a a aFARllI a a a a a a a :101.117 1U3 a a a a a aGAIlU a U3 0.1 UI "74 111.2' 11.' a a a a a a a a8UM a 0 0.117 1.13 a a a a a a a lUI :17.35 a a8AfATA a 0 a a a :IO.:llI 136 '.33 a a .11.1" a a a aBOlAW. a 0 a a a a a a a a ...112 a a a a1.tARfv. a a a a a a a a 11.34 a a a a a aCAHTCHUNCA a a a a a a a a 171 .u"' a a a a alIAN!lA8A a a a a a a a ':1.33 a 27•• a a a a a8ISSORA a a a a a a a a '7.41 ''':lI 0 a a a a8URUNTUlIA 7.11 107 11.14 11.61 Il.72 a 17:1 a a a a a a a aSONACO a a a a 141 2.13 '''1l8 2lI.117 a a a a a a aCAIO a a a a a a a a a a a a a a aPORTOGOlE a a a a a a a .. a a 7.01 3:1.33 a a a aFUv.CUNDA a a a a a a a a a a Il.2ll '7.'4 a a aCACINE a a a a a a a Q a a a a a '00 afCATIO a a a a a a a a a a a a 118.13 a a8EU a '7.11" 1133 '1l'7 a a a a a a 0 a a a aPlRADA a a a a :10.17 a 22.48 a a a a a a a aMAllINA DO 80 a .... 7.77 7.7 a 7.1 '.12 a a a a a a a aEMPADA a 0 a a a a a a a a a 30 102 a a8Uv. a a a a a a a a '''08 !lot a a a a aCACHEU a a a a a a a a 27.11 a a a a a a
QUINEE CONAKRQAOUAI. 3:1.111 2lI.07 24.1' 23.07 a a a a a a a a a a a"AU 141 Il "' lOIS a a a a a a a a a a alAllE 0.117 0.153 0.48 0.4.IS a a a a a a a a a a aEUMELE 7.13 II.lS1S 11.1' 11.1 a a a a a a a a a a 0
TANQUIEl80RV '''117 11.41 '0ISll 10.48 a a a a a a a a a a aYOUKOUNKOUN .... :1.'4 2.02 .... "1.2, a \1.301 a a a a a a a aSARABOlDO 1:1.08 10.11 143 134 a a a a a a a a a a aSAGALE 10.13 127 7.111 7.1 a a a a a a a a a a a
SENEGAI.KEDOUGOU a a a a a a a a a a a a a a aVEUNGAM a a a a 'UI a 2!.3ll a a a a a a a aSEDHlOU a a a a a a a a 174 a a a a a aZ1QUICHOR a a a a a a a Q 'o... a a a a a aKOlOA a a a a Q a a 2' a a a a a a a
1111
1
1
11
1
11
Tableau 8
Hauteur moyenne précipitée par bassin
pour une année humide, une année médiane et une année sèche
11
STATION CADE TCHETCHE SALTINHO CUSSELINT SONACO POTAGEM
H(1958) 2127 2121 2089 2127 1468 1939
Mediane 1742 1704 1692 1721 1187 1419
S(1983) 1232 1273 1252 1272 703 966
111
STATION BAFATA JUMBEMBE CACHEU MANSOA BISSAU BUBA
H(1958) 1577 1839 1793 1734 2521 2750
Mediane 1236 1266 1417 1340 1707 1850
S(1983) 772 908 881 964 1320 1440
STATION CATI0 CACINE ILES
H(1958) 3080 2759 2883
Mediane 2142 2428 2057
8(1983) 1691 2004 1876
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
1
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Répartition de thyessen sur les bassins caliers
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Projet GBS/87/002 Eau de surface
1.2 Etude de la pluviométrie mensuelle
L'ensemble du territoire de la GUINEE BISSAU est caractérisé par un climat à une seule saison despluies. Cette saison dure environ 7 mols, elle débute en MAI et finit en NOVEMBRE.
1.2.1 Mécanisme des précipitations en GUINEE-BISSAU
Ce paragraphe est inspiré du travail bibliographique réalisé par H. DACOSTA (1989).
La circulation tropicale sur la GUINEE BISSAU dépend à la fols des Hautes PressIons Tropicales et d~l'Equateur Météorologique dont les migrations saisonnières déterminent les caractérIstiques des fluxd'air et les types de temps résuitants.
En hiver boréal l'Equateur Météorologique, sous l'Influence puissante des anticyclones des Açores etdu Sahara, migre vers le sud W nord). Se mettent en place deux circulations d'alizé, aux caractèresdifférents, impulsées par les deuxanticyclones et quI vont commander le temps sur la GUINEE BISSAU.
- l'alizé maritime: Issu de "anticyclone des Açores, de direction nord à nord-ouest, humide, frais etpartois froid avec une faible amplitude diurne des températures. Ce flux, malgré son humidité est Inapteà engendrer des précipitations, dufait de la position trop basse de "inversion d'alizé,liée à la subsidencede l'air supérieur Interne au flux. Cette Inversion d'alizé sépare, sur les océans une strate Inférieure d'airhumide turbulent d'une strate supérieure d'air sec, stable et subsident qui, tout en empéchant ladéperdition de l'humidité dans la troposphère supérieure, s'oppose à la formation de nuages à granddéveloppement vertical dû type cumulonimbus (Le BORGNE J,1988). Cet alizé maritime est responsable de l'humidité, déposée la nuit, sous forme de rosée. Cet alizé concerne principalement la zonecotière de la GUINEE BISSAU.
.-l'harmattan, de direction Est dominante, est l'alizé continental saharien. Il se caractérise par une grandesécheresse, des amplitudes thermiques très accusées - frais la nuit, chaud ou torride le jour - et la"brume sèche.. et des Iithométéores. Sa sécheresse s'accompagne d'une très forte capacité d'évaporation. Ce flux intéresse tout particulièrement le nord du pays en début d'hiver; mais Il étend progressivement son influence à tout le pays où il surmonte l'alizé maritime au niveau de la discontinuité d'alizé.
En été boréal, le réchauffement de l'hémisphère nord, consécutif au mouvement zénithal du soleil,entraîne la mise en place d'une dépression thermique très creuse au Sahara due au réchauffementcontinental, l'affaiblissement de l'anticyclone des Açores, avec une position septentrionale trèsmarquée. Pendant ce temps, l'anticyclone de Sainte-Hélène, dont la puissance s'est beaucoup accruedu fait de la vigueur de l'hiver austral, opère une migration vers Je nord entraînant cel.le du FrontIntertropical (FIT) vers sa position extrême (200 N) en Août.
La circulation aérienne s'inverse et prend une direction sud-ouest. La GUINEE BISSAU est alors envahipar le flux de mousson.
Ce flux de mousson résulte en fait de "alizé issu de l'anticyclone de Sainte Hélène et dévié par la forcede Coriolis en franchissant ('Equateur. Son parcours maritime l'a chargé d'un grand potentiel d'eauprécipitable. Son influence se fait sentir sur l'ensemble du pays de mal à novembre et elle estresponsable des précipitations enregistrées.
L'installation progressive de la mousson, son épaisseur, et les perturbations qu'elle subit déterminentles types de précipitations que connaitla région. .
A l'exception des pluies des mangues dont les origines sont extratropicales et qui sont insignifiantesdans le bilan hydrologique, on distingue trois types de précipitations liées à trois zones de la mousson.
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
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Projet GBS/87/002 Eau de lIurfllce
- la zone B se caractérise par des orages Isolés qui se manifestent en avril-maI, surtout en mal sur"ensemble du pays.
-la zone Cl marquée par des orages organisés, appelés lignes de grains dont la formation et l'entretiensont liés aux noyaux anticycloniques mobiles. Elle couvre tout le pays, en juin et en octobre, alors qu'enjuillet et septembre, seule la partie nord continentale du pays est affectée par les lignes de graIns.
-la zone C2 dispense des pluies essentiellement non orageuses quI se déversent d'abord sur la partIemaritime puis sur l'ensemble du pays lorsque la saison des pluies s'est bien Installée. Ces précipitationsnon orageuses sont liées à la Zone IntertropIcale de Confluence (Z.I.C) qui représente à la fols ..l'axedes Basses Pressions Intertropicales, l'axe de confluence des circulations Issues des deux hémisphères.. (LEROUX M,1980).Elle se caractérise par des formations nuageuses à grande extension verticaledue à la disparition de la subsidence des flux supérieurs et à la concentration de la vapeur d'eauadvectée sous les Inversions.
La durée de la présence de la zone C2 est liée à la puissance du flux de mousson repoussant le FrontIntertropical (FIl) vers le nord.
1.2.2 Répartition et durée de la saison des pluies
Les tableaux 9, 10, et 11 donnent pour les stations principales les valeurs de précipitations mensuellespour une année médiane une année décenale sèche et une année décenale humide. On a choIsi dansl'échantillon observé des années types dont la valeur annuelle correspondait à la récurrence choisie.Les dernières lignes du tableau donnent le rapport de la pluie annuelle de l'année décenale sèche surl'année décenale humide.
On remarquera que pendant les mois de saison sèche, un faible total de pluie ·extra mousson· est donnépour quelques stations tandis qu'à d'autres, très voisines, ce total est nul. Nous avons remarqué pendantnotre mission au mois de février que nombre de pluviomètres n'étaient pas en place àcette date dansles stations climatologiques.
Les figures 6 montrent pour 6 postes étagés en latitude et longitude les répartitions mensuelles desprécipitations pour une année médiane une année décenale sèche et une année décenale humide. Enannée sèche le mois d'aout est le plus pluvieux sur tout le territoire, représentant entre 40 à 45 % de lapluviosité au nord et 30 à 35 %sur le reste du pays. En année humide, les mols de juillet et septembresont également très pluvieux; les pluviométries de juillet, aout, et septembre atteignent 25% chacuneà BISSAU. A BURUNTUMA influencé par les contreforts du FOUTA DJALLON le mois de septembre estsouvent le plus pluvieux en année humide.
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
STATlON-10 = répartition d'une année dont le total annuel est voisin de la décenale sèche (mm)
STATION =répartition d'une année dont le total annuel est voisin de la médiane (mm)
STATION+10 = répartition d'une année dont le total annuel est voisin de la décenale humide (mm)
IRREGUL =Irrégularité de la pluviométrie annuelle (rapport décenale sèche/décanale humide)
STATION BISSORA-10 BISSORA BISSORA+10 BURLlNT-10 BURUNT BURUNT+10
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Projet GBSl87/002 Eau de surface111111111111111111111
STATION-10 = répartition d'une année dont le total annuel est voisin de la décanale sèche (mm)STATION = répartition d'une année dont le total annuel est voisin de la médiane (mm)STATION+10 = répartition d'une année dont le total annuel est voisin de la décenale humide (mm)IRREGUL = Irrégularité de la pluviométrie annuelle (rapport décenale sèche/décenale humide)
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Projet GBS/87/002 Eau de surface
..
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Projet GBS/87/002 Eau de surface
Figure 6
BURUNTUMA REPARTITION MENSUELLE DES PLUIES
40
30
VARELA REPARTITION MENSUELLE DES PLUIES
O-l----jlU"-----I-----I---/llU---IlOIo:
1111111
..
% 35
M 30o1 25S
1 20
A 15
NN 10EE 5
2 3 4 5 6 7
MOIS
8 9 10 11 12
llIII seche
o mediane
• humide
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o mediane
• humide
1210 11986 7
MOIS
5432
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M 35
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S 25
1 20
A 15N
N 10EE 5
0+--+---+----1----1.-1-.....11
11
11
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1 Projet GBS/87/002 Eau da liurface 31
1Figure 6
1BUBAQUE REPARmlON MENSUELLE DES PLUIES
CACINE REPARllllON MENSUELLE DES PLUIES
/20an 15ne 10e
5
O+---+----l----+--FL..L-
%
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• humide
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llIlJ seche
o medlane
• humide
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études ûRSTÛM-DAKAR
BAFATA REPARTITION MENSUEUE DES PLUIES
BISSAU AEROPORT REPARTnON MENSUEUE DES PLUIES
Figure 6
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lIllI seche
o mediane
• humide
121110986 7
MOIS
5432
Rapp 50or 45t
40
m 35o1 30s
25
20
a 15nn 10ee 5
O+---+---+---I---/--........en
%
,
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llID seche
D mediane
• humide
1210 11986 7
MOIS
5432
40
% 35
M 30o1 25S
,20A 15
NN 10
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0+--+---+---1---
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Projet GBS/87/002 Eau de surface
1.3 Etude de la pluviométrie journalière
Le pas de temps joumalier est la donnée de base des chroniques pluviométrIques dIsponibles. L'aversereçue en 24 heures est le paramètre déterminant dans l'étude et le calcul des crues sur les petits bassinsversants de quelques dizaines à quelques centaines de km2.
L'étude fréquentielle des hauteurs de précipitations Journalières a consisté après classement desaverses à rechercher pour chaque station l'ajustement de la loi Gamma Incomplète de PEARSON IIItronquée dont la fonction de répartition s'écrit :
F,CKI • F, CO, • r<~71[)7r-'..-K"...
F1 (x) est la probabllllé pour que la valeur de la variable solt supérieure à X
Ft (0) est la probabilité pour que la valeur de la variable ne soit pas nulle, c'est le paramètre de "tron.quage...
1 est le paramètre de forme
• est le paramètre d'échelle
r est la fonction Gamma Incomplète
L'ensemble des précipitations journalières est pris en compte, donc F1 (0) =M/365.25 avec M=. nombremoyen annuel de jours de pluie. Il est préférable de calculer F1 (0) avec M' nombre moyen théorique de
.jours de pluie dans l'année par la méthode des moments. Pour s'affranchir de l'Imprécision due aunombre de jours de petites pluies (évaporation dans le seau pluviométrique, oubli de l'observateur)toutes les pluies Inférieures à 1mm ont été écartées de l'échantillon.
Un exemple de sortie du logiciel d'ajustement de la 101 de PEARSON III est donné sur la stationsynoptique de BISSAU AERO.
Les résultats de l'analyse statistique des pluies en 24 heures sont consignés dans le tableau 12. Sontindiqués le nom des stations, le nombre moyen de jours de pluie par an, la valeur du paramètre deformeet les hauteurs en mm des pluies journalières dont les probabilités de récurrence sont une fois tous lesdeux ans, une fois tous les 5, 10, 20, 50 et 100 ans.
Les figures 7 montrent en coordonées logarithmiques les effectifs par classe en fonction de la hauteurmoyenne de la classe. On remarque que la classe 100 à 125 mm a un effectif surabondant systématiquement à toutes les stations. On sait que les pluviomètres 'assoclatlon' non tropicalisés ont unecontenance maximale correspondant à 125 mm. Cette classe a donc son effectif surestimé à cause depluies supérieures à 125 mm et pour lesquelles le pluviomètre a débordé et n'a mesuré que 125 mm.
Lesfigures 8,9 donnent respectivement les iso-valeurs des pluies journalières de récurrence 2et10ans.On remarque une forte influence de l'océan. La carte 10 montre la répartillon géographique duparamètre de forme de la loi ajustée. La répartition spatiale de ce coefficient vient confirmer un résultatmis en évidence par BRUNET MORET (1968) sur toute l'afrique de l'OUEST ~.
- g augmente lorsqu'il existe un relief au sud (BEll 1.095, TCHETCHE 1.05...)- g est faible pour une station influencée par un grand fleuve et estuaire (BISSAU 0.294 CACHEU 0.278)- 9 est moyen près de la mer est varie entre 0.4 et 0.6 (BUBAQUE 0.4. CAIO 0.481, CACINE 0.5)
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
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Projet GBS/87/002 Eau de llurface
Sortie PEARSON III
AJUSTEMENT DE LA LOI DE PIII TRONQUEE AUX PLUIES JOURNALIERES A PARTIRD'UN FICHIER PLUVIOM ASCII
Station de : BISSAU AERO
Nombre de jours.?bservés: 13514Nombre de jours où H est supérieur à xO: 3198
Hauteurs cumulées sup. à xO '" 61315.0 mm
Nombre de jours par tranche
0 à 100 (1/10 mm) 1390100 à 200 (1/10 mm) 705200 à 300 (1/10 mm) 438300 à 400 (1/10 mm) 235400 à 500 (1/10 mm) 142500 à 600 (1/10 mm) 99600 à 700 (1/10 mm) 55700 à 800 (1/10 mm) 35800 à 900 (1/10 mm) 25900 à 1000 (1/10 mm) 24
Paramètre de position: xO z 1.0 mmParamètre de forme: 9 = 0.347608Paramètre d'échelle: s -= 35.964686Fréquence de troncature: FO -= 0.63708Nombre moyen de jour par an où la pluie dépasse xO : 132.56
Valeurs des averses journalières précipitées en fonction de la fréquenceau dépassement:
F -= 0.50 X -= 132.5~
F .. 0.20 X .. 161. 5F • 0.10 X -= 183.8F -= 0.05 X .. 206.4F .. 0.02 X .. 236.6F .. 0.01 X -= 259.8
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
AJUSTEMENT DE LA LOI DE PIII TRONQUEE AUX PLUIES JOURNAUERES A PARTIR
1.4 Propositions d'études dans le domaine des ressources pluviales
Avant toute entreprise d'études ou de programmes sur la ressource pluviale, les compétences duservice hydroglque de la DGRH doivent être définies en entente avec la météorologie nationale. Unprotocole d'accord devrait être formalisé pour l'accessibilité à la donnée de base. Au cours de cestravaux. nous avons constaté une réelle volonté de la part des services de la météorologie nationalepour coopérer, mals le fait est que nous n'avons pu obtenir aucune donnée émanant de ce service.
Dans ce qui suit, nous définirons trois axes de travaux pour une meilleure connaissance de la ressourcepluviale à des fins hydrologiques.
-Entretien du réseau existant et alimentation de la banque PLUVIOM Installée à la DGRH-Etablissement d'un fichier pluviométrique opérationnel-Mise en place d'un réseau pluviographlque
1.4.1 Entretien du réseau existant et alimentation de la banque PLUVIOM Installée à la DGRH
La densité du réseau de pluviomètres sur le territoire continental de la GUINEE BISSAU nous paraitsuffisante pour refléter la diversité climatique de ce pays et pour les études agro-climatiques à petiteéchelle, ainsi que pour les bilans hydrolologlques sur les grands bassins.
Dans l'archipelle des BIJAGOS, le seul pluviomètre de BUBAQUE ne peut refléter la diversité des climatsInsulaires atlantiques. Aucun bilan hydrologique ou hydrogéologique ne pourrait être fait sans unemeilleure connaissance de la pluie. Dans chaque île, Il faudrait deux postes en fonction de l'expositionaux vents dominants. Vu le faible relief de ces îles, une étude suivant l'orographie n'est pas nécessaire(point culminant 32 m).
La collecte des données sur les sous réseaux de stations climatologiques installées dans le cadre de'l'aménagement des bassins du GEBA et du CORUBAL se fait conjointement par les brigadeshydrologiques de la DGRH et par des agents de la météo. Pour les autres stations la DGRH devraitpouvoIr récupérer également les données au moins une fois par an à la météo.
Dans ces sous réseaux, nous avons observé que les pluviomètres n'étalent mis en place qu'au débutde la saison des pluies. L'observateur venant faire régulièrement les mesures de l'abri météo etd'évaporation nous pensons que le pluviomètre doit rester continuellement dans la station.
L'étude statistique des pluies journalières nous a révélé par le nombre élevé des pluies de la classe 100à 125 mm que de nombreuses stations ne disposent pas d'un seau tropicalisé et que plusieurs pluiesont dû déborder du pluviomètre. Il faudra insister auprès des observateurs pour qu'il r~lève lepluviomètre autant de fois qu'il est nécessaire au cours de précipitations abondantes. Le remplacementdes pluviomètres de petite contenance devrait être envisagé dans les meilleurs délais.
La saisie sous PLUVIOM des pluies journalières peut se faire directement à partir des 'bordereaux encours à la DGRH. L'opérateur devra calculer avant la saisie le total mensuel; sur la grille de saisieJ'opérateur pourra comparer son total et celui calculer par PLUVIOM et vérifier ainsi sa saisie.
....
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Projet GBS/87/002 Eau de surface
1.4.2 Constitution d'un fichier pluviométrique opératlonel
Pour une meilleur valorisation de l'information pluviométrique, le fichier en l'état constltuté sousPLUVIOM doit être critiqué et les chroniques de' pluies homogénéisées. Le fichier résultant astle ficherdit .. opérationnel .. des pluies. C'est ca dernier qui doit être utilisé pour les études de bilans hydrologiques.
Une suite chronologique de valeurs observées est de caractère aléatoire simple si toutes les valeursproviennent d'une même population-mère par tirages au hasard et Indépendantes. Le caractèrealéatoire simple peut être détruit par un effet de persistance, un effet de tendance, un effet de cycle oude pseudo-cycle, par des erreUrs systématiques, ou non, d'observation, affectant les termes de la suitechronologique.
Ce sont ces erreurs qui détruisent l'homogénéité d'une suite chronologique de précipitations annuelles.ce les tests d'homogénéité existants (ou futurs) ne pourront Jamais (sauf si on connait à pr(orlles lois depersistance, de tendance, de pseudo-cycles) que vérifier le caractère aléatoIre simple d'une suitechronologique de précipitations annuelles .. BRUNET MORET (1979).
Le véritable problème, pour vérifier l'homogénéité de suites chronologiques, n'est pas de détecter leseffets de persistance, de tendance, de pseudo-cycles, mais de détecter les erreurs d'observation (ycompris les erreurs d'interprétation du document original, les erreurs de recopies...)
En étude de précipitations annuelles on dispose facilement d'assez nombreuses suites chronologiquesprovenant de stations situées dans une même zone climatique, avec des coefficients de corrélationlinéaire significativement positifs. Etant dans la même zone climatique, les stations sont soumises auxmême effets de persistance, de tendance, de pseudo-cycles.
BRUNET MORET (1979) expose une méthode simple pour la constitution d'un fichier opérationnel encorrigeant les erreurs systématiques dues à l'appareillage, au déplacement des postes ou à une"manie.. de l'observateur. Ce travail nécessite trois étapes:
-étape 1enquête sur le terrain: Elle comprend d'une part, la vérification du pluviomètre, des éprouvetteset de l'environnement et d'autre part un Interrogatoire de l'observateur poursavoir depuis quand Il se sertde ce pluviomètre?, de cette éprouvette?, que sont devenus les appareils précédents?, pourquoi les at-on changé?, le poste pluviométrique a-t-il changé de place? d'environnement? depuis quelle date?
- étape 2 établissement de l'historique des stations et de la suite chronologique des précipitationsannuelles: l'enquête sur le terrain complétée par un examen minutieux des relevés Journaliers, sipossible des bordereaux originaux, doit permettre d'établir un historique détaillé de chaque station (Organisme ou service Installateur et date de "installation, prise en charge et gestion par le même ou unautre organisme, changements ou absences de l'observateur, changements d'appareillages, d'environ·"nements, Interruption des observations et motifs...). En même temps, on établit la suite chronologiquedes précipitations annuelles en années hydrologiques ou climatiques, en regardant les relevés desstations voisines et en notant la qualité des relevés journaliers. On éliminera les années complétementfausses et inutilisables (l'observateur aécrit n'importe quoi, n'Importe quand, ou Je pluviomètre est manifestement percé). On corrigera les relevés faux mais utilisables sans trop de rlques (erreur de zéro).On corrigera les erreurs d'échelles manifestes (relevés effectués en centimètres cubes ou en centilitres.On complétera des totaux mensuels en se basant sur l'ensemble des stations lorsq.,ue cela est possiblesans risque d'erreur grave (période sans pluie non observée à une station). '
- étape 3 homogénéisation: la méthode utilisée est celle du vecteur régional. A partir de la matriceconstituée des chroniques d'une région climatique homogène on construit un vecteur qui est le refletdu climat de la région. En comparant les valeurs de ce vecteur à celle de chaque station en doublecumul, Il est possible de repérer l'ensemble des erreurs systématiques et de compléter les lacunesd'observations. Un logiciel fonctionnant sur IBM PC permet de réaliser cette dernière étape (VECREGdisponible au laboratoire d'hydrologie ORSTOM de MONTPELUER).
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
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..
Projet OBS/87/002 Eau de surface
1.4.3 Etablissement d'un fichier pluviographlque
Lors de nos différentes missions en GUINEE BISSAU, Il nous a été Impossible de connaltre lesacquisitions en matière d'intensité des précipitations. Dans lesstations climatiques visitées nous avonstrouvé des guérites de pluvlographes (modèle SIAP) mals personne n'a pu nous dire ce que sontdevenus les appareils, ni les enregistrements qui ont été réalisés. Apparemment, une étude de lapluvlographle a été réalisée sur les bassins du GEBA et du CORUBAL mais sans laisser de traces. Lesenregistrements auraient été emportés par les bureaux d'études.
La connaissance des Intensités de la pluie est Indispensable à beaucoup d'applications en hydrologie;.En hydrologie rurale elle est nécessaire pour la compréhension de la genèse des crues sur les pluspetits bassins versants. Le hyètogramme type d'une averse de récurrence décenale peut être utilisépour la prédétermination de la crue de projet sur un petit bassin versant. Toutes les études d'érosion sebasent sur l'agressivité de la pluie. Les coefficients de WISCHMEIER nécessaires à la prédéterminationdes départs de sol sont calculés à partir de la connaissance de la pluviographle.
En hydrologie urbaine, le dimensionnement du réseau de drainage (canaux à crel ouvert des villesafricaines) se fait à partir de la connaissance des courbes .. Intensité-durée-fréquence .. de la zoneclimatique.
Les travaux de référence sur l'étude de la pluviographie en AFRIQUE de l'OUEST sont les suivants:
• BRUNET MORETY(1965) Etudes des averses exceptionnelles en AFRIQUE OCCIDENTALE, synthèsegénérale ORSTOM CIEH PARIS. En plus de la synthèse générale sur l'ensemble de l'AFRIQUE del'OUEST il existe un ouvrage pour chaque état membre du CIEH.
- LE BARBE L (1981) Etude du ruissellement sur la ville de OUAGADOUGOU. Rapport général..ORSTOM OUAGADOUGOU Tome 1 et 2
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• BOUVIER C. (1989) Dans une thèse à paraitre en hydrologie urbaine étudie le chroniques pluvlogra·phiques de OUAGADOUGOU, OURSI, NIAMEY, et NDJAMENA.
Dans le cas de la GUINEE BISSAU, il faudrait vérifier et compléter les postes pluvlographiques desprincipales villes: BISSAU, CACHEU, CATIO sur la façade maritime, FARIM, BURUNTUMA au nord,BAFATA, GABU, et MADINA DO BOE. Ces 8 postes devraient constituer un réseau de base suffisantpour couvrir la diversité climatique du pays et permettre aux urbanistes d'avoir l'Information nécessairepour les problèmes d'assainissement urbain. Notons que les villes de BISSAU, BAFATA et GABU sedéveloppent très rapidement et sont déjà confrontées àdes problèmes d'évacuation des eaux pluviales.
Dans le cadre d'acquisition de nouveau matériel nous conseillons des pluvlographes à a~gets·
basculeurs et à acquisition automatique des données. La bague de réception des pluies doit être de 400. cm2 pour rester homogène avec les pluviomètres en cours. L'ajustage du canal de remplissage desaugets doit avoir un diamètre de 0.5 mm pour éviter d'être fréquemment bouché. Les pluviographes àsiphons sont déconseillés dans cette zone climatique (difficiles d'installation, problème du siphonage).Le modèle de pluviographe OEDIPE de la société ELSYDE donne satisfaction en milieu tropical.
Les données brutes sont archivables par le logiciel PLUVIOM qui peut directement calculer les relevéspluviographiques Intégraux (RPI) à partir des mémoires de masse des appareils OEDIPE, ou à partir dudépouillement à la table à digitaliser des enregistrements graphiques des autres pluvlographes.
Le traitement des données pluviographiques se font ensuite par le logiciel (POH 126) compatible IBMPC et disponible au laboratoire d'hydrologie ORSTOM de MONTPELUER. Ce logiciel permet dedécouper les averses d'établir le ficher des intensités classées, celui des hyètogrammes centrés, celuide la pluviométrie journalière et celui des coefficients d'agressivité de la pluie (WISHMEIER).
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ORSTOM-DAKAR
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Projet GBS/87/002 Eau de llurface
DONNEES PLUVIOMETRIQUES MENSUELLES ET ANNUELLES
ARCHIVEES SOUS FORME DE PLUIES JOURNALIERES
DANS LA BANQUE DE DONNEES PUVIOM DE LA DGRH
Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'études
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1 Projet GBS/87/002. Eau de surface 46
1 IUOO"UO IUSAO &DO +1152 - 15U + H ••• 0••••11. US. ly.bU' •• 1/1 1-."_1N· StA AIl JAII n:v w.g AVIl Jl.\I JUIN JUlio ~ ID ~ lIOII DEC 'rO'fAl.
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1IU0000500 lUO 00001 a 0000' 0000'7 0 00000 OOOU a 0141. a 04410 a 05171 0 04U4 a 002n 8 OOOU 0 00000 0 OU153 01100000500 lUI 00000 0 00004 00002 0 00001 00012 0 OU55 0 02nl 0 050>2 0 04221 0 00704 0 00241 0 00000 0 015n2 01U0000500 lU2 00004 a 00005 00001 0 00000 002U 0 01171 0 OU22 0 07tU 0 02215 0 0lU2 0 00211 0 00000 0 0150U 0lU0000500 U'l 0000' a 00001 00001 0 00001 00001 a 01010 a 04110 a 01150 a 02"0 a 02020 • 00005 0 00000 0 013222 0lU0000500 U'4 00001 a 00004 00001 0 00004 00244 a 01110 0 OlUO a 01451 0 01515 a 012" 0 00002 0 00041 0 OlJ". 0lU0000500 U'5 00000 a 00002 00004 0 00001 00010 a 01200 a OUll a OU'5 0 oua. a 01124 0 00J71 0 00000 0 01l1U 0lU0000500 lU' 00001 a 00002 00000 0 00000 OOU' a 011tl a OlU$ a 04151 0 0412' 0 025J1 8 00124 0 00000 0 014"5 0
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'études ORSTOM·DAKAR
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ORSTOM-DAKAR
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Projet GBS/871OO2 Eau de aurface
Partie 2 Les ressources fluviales",
La carte des stations hydrométriques a été donnée dans le premier rapport ainsi que leurs coordonnéesgéographiques. Pour chaque station, une fiche descriptive et un historique aussi complet que possibleont été réalisés. Tous les travaux à effectuer sur les stations existantes ont été décrits. Nous avonségalement reproduit le projet d'extension du réseau hydrométrique (carte1). L'ensemble des donnéeshydrométriques a été rassemblé et informatisé, la banque de données brutes a été remIse à la DGRHavec le premier rapport. Elle a été Installée avec le logiciel HYDROM sur le mIcro-ordinateur de la DGRHà BISSAU. Nous fournissons les valeurs des débits mensuels et annuels dans ce chapitre.
La qualité des données Iimnimétriques est très variable d'une station à l'autre; elles ont été critiquéeset complétées lorsque celà était possible. Les mesures de débits ont été revues. et les courbesd'étalonages reprises. Les données de base de l'étude de la ressource fluviale sont les débits moyensJournaliers établis dans le premier rapport.
Nous distinguons dans ce qui suit le domaIne continental non Influencé par la marée du domainefluvlomarin. Pourchacun de ces grands domaines nousétudions séparément la ressource en eau des grandssystèmes fluviaux et la ressource en eau sur les petits bassins ( < 400 km2). Les seules donnéeshydrologiques existantes concernent les grands bassins fluviaux du domaIne continental. La seulestation observée convenablement pendant au moins dix années est SALTINHO. Nous analysons, donc.en détail les données disponibles et donnons des méthodes d'estimation pour compléter ce travail.
2.1. Le domaine continental
2.1.1 Les grands bassins fluviaux du domaine continental
Le tableau des débits moyens mensuels (tableaux 1) montre que nous dIsposons:
-SONACO sur le rio GEBA : aucune année complète, 11 débits journaliers maximum-SALTINHO sur le rio CORUBAL: 19 années complètes, 19 débits journaliers maximum-TCHETCHE sur le rio CORUBAL: 9 années complètes, 13 débits journaliers maximum-CADE sur le rio CORUBAL : 6 années complètes, 10 débits journaliers maximum-BEll sur le rio FEFINE : 3 années complètes, 11 débits journaliers maximum
Les observations de basses-eaux font souvent défaut.
2.1.1.1 Débits caractéristiques
Les tableaux 2 donnent les débits caractéristiques ainsi que le coefficient de décrue (soutien desnappes). Sont donnés:
- m. Ins : débit minimum Instantanné- m. Jou: débit minimum journallier- DCE : Débit caractéristique d'étiage ou débit non dépassé pendant 10 jours de l'année- OC 11. OC 9. OC 6, OC 3. OC 1 : Débits respectivement non dépassé pendant, 11, 9, 6, 3, 1 mols- DCC: Débit atteint ou dépassé pendant 10 jours de l'année- M.lns: débit maximum Instantanné ~.
- M. Jou: débit maximum journalier- KCoefficient de tarissement : de novembre à avril, les débits correspondent de manière pratiquementexclusive à des débits de vidange de nappes. Le tarissement est rarement perturbé. On admetgénéralement qu'il suit une 101 de décroissance exponentielle de la forme : a. = OJ/.e-!4 où 00 est le débitinitial au début du tarissement exprimé en m3/s, K est le coefficient de tarissemevn' exprimé en jour' ett le temps entre 00 et 01 exprimé en jour. lU;
~I::. qc> a.. ..
Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'études
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GUINEE CONAKRY
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Carte1: RESEAU HYDROLOGIQUE DE LA REPUBUQUE DE GUINEE BISSAUSARE RAIDATU.•..•.......•...........•.•..•.•..•....••..
La figure 4 et le tableaux 4 montrent les maximum annuels de crue aux stations.
ORSTOM-DAKAR
Une corrélation aété tentée entre la lame écoulée et la pluviométrie moyenne. Elle n'est significative quesur la station de SALTHINO (fig. 5). Son expression est:
La station de CADE a un étiage très soutenu comparativement à la dImension de son bassin versant. Lanappe des formations sédimentaires du Falémien en GUINEE CONAKRYdoit être à l'origine de ce faiblecoefficient de tarissement.
Le = Lame écoulée en mmPm =Pluie moyenne en mm
Les figures 2 et 3 représentent en coordonnées seml-Iogarithmlques les tarissements pour 3 annéessuccessives dans la période humide (1957-58-59) et pour 3 annéessuccessives dans la période sèche(1977-78-79). On remarque que les droites de tarissements sont parallèles dans les deux périodes.Dans la période sèche le tarissement à la même vitesse qu'en période humide au début de l'étiage, Ils'accélère dès la fin de décembre. Ce phénomène est à mettre en parallèle avec la descente généraliséequ'ont connue les nappes phréatiques depuis la décennie 1970. .
Les valeurs moyennes des débits caratérlstlques sont données cl desous
A partir des pluies moyennes calculées sur chaque bassin, on a fait le bilan hydrologIque pour les.années où l'on disposait à la fois de l'information pluviométrique et limnimétrique. Le tableau 5 récapitulepour les principales stations la pluie moyenne, la lame écoulée annuelle et le coefficient d'écoulement.Les coefficients sont représentatifs des rivières du domaine tropical humIde.
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Projet GBS/87/002 Eau de surface
Tableau 1
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station 1193430005 BELI Latit. 11.52.00Rivillre RIO FEFINE Longit. -13.51.40Pay. GUINEE BISSAU Altit. 54HBa..in 1 RIO GEBA
DEBITS EN H3/S----------------------------------------------------------------------------------------ann6e MAI JUIN JUIL AOUT SEPT OCTO NOVE DECE JANV FEVR MARS AVRI annuel
PM = pluie moyenne sur le bassin en mmLE = Lame écoulée en mmKE = Coefficient d'écoulement en%
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Projet GBS/67/002 Eau de surface111111111111111111111
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. ,
Projet GBS/87fOO2 Eau de surface
2.1.1.3 Etude statistique
Un ajustement automatique de 10 lois statistiques est tenté sur chaque série de débits maximum et demodules annuels si la chronique contient au moins 10 valeurs. Le meilleur ajustement a été choisi enprenant comme critère le test de BRUNET-MORET. Ce test favorise l'ajustement aux valeurs extrêmes(mInimisation des surfaces comprises entre la courbe théorique et la courbe de distribution expérimentale).
Une sortie Intégrale du logiciel 10 lois pour les lois qui ont le plus de chances de convenir est donnécomme exemple pour la série des modules à SALTINHO.
Les résultats des ajustements des meilleures lois au sens du test de BRUNET-MORET sont récapitulésdans le tableau 6 où sont indiqués le nom des stations, le nombre d'années utilisées dans l'ajustement,la loi choisie, les récurrences sèches puis les récurrences humides.
Les ajustements retenus sont représentés pour les chroniques de débits maximum à SONACO, CADE.BELl, TCHETCHE et SALTINHO et pour la chronique de modules annuels à SALTINHO sur desgraphiques en coordonnées GAUSSO-ARITHMETIQUES(figure 6).
Les crues de projets sont calculées à partir du débit maximal spécifique de récurrence décenal pour lamajeure partie des petits aménagements hydrauliques. Nous avons cherché une méthode d'estimationde ce paramètre pour l'ensemble des sous-bassins du fleuve CORUBAL.
Par comparaison avec les autres rivières africaines connues on remarque que les débits maximauxspécifiques de récurrence décenale (Os1 0) des stations BEll, CADE, TCHE-TCHE et SALTINHO ont unrapport Os1 OiS proche de ceux observés sur le BANI dans la région SUD-MALI. Nous avons repportéles Os10 des stations connues du CORUBAL sur l'abaque établi par J.P. LAMAGATsurle BANI en 1972(Figure 7).
En attendant plus de renseignement des autres stations non étalonnées on peut utiliser cet abaque pourl'estimation du Qs10 et du débit maximal décenal en multipliant par la surface du bassin.
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
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Projet 08S/87/002 Eau de surface
Sortie 10 lois
***.**************************************** •• *******************.*.********FICHIER DIXLOI.DATA SAISI A L ECRAN
MOYENNE OBSERVEE 139.263MEDIANE OBSERVEE 128.400MODE PROBABLE 122.259VARIANCE 2776.180 P.M. ECART TYPE 52.689COEF VARIATION 0.378 ECART TYPE/MOYENNECOEF ASYMETRIE 0.917 3EME CUMULANT/VARIANCE**1.5COEF APLATISSEMENT -0.282 4EME CUMULANT/VARIANCE**2.AJUSTEMENTS AUX 5 DISTRIBUTIONS RETENUES VALEURS CALCULEESPAR LA METHODE DU MAXIMUM DE VRAISEMBLANCELES PARAMETRES D ECHELLE ETANT POSITIFS A PRIORI
VALEUR LIMITE INFERIEURE CHOISIE POUR LES BORNES INFERIEURES -0.10000E+01
GAUS DISTRIBUTION DE LAPLACE-GAUSS DITE NORMALEG.VR DISTRIBUTION DE GUMBEL MAXIMUM DE VRAISEMBLANCEG.MO DISTRIBUTION DE GUMBEL PAR LES MOMENTSGALT DISTRIBUTION DE GALTON,GAUSSO-LOGARITHMIQUE ,PEAR DISTRIBUTION DE PEARSON III,GAMMA INCOMPLETE,EN XPEAV DISTRIBUTION DE PEARSON V, GAMMA 1NCOMPLETE , EN l/XGOOD DISTRIBUTION DE GOODRICH,EXPOGENERALISEE,EN X**AFREC DISTRIBUTION DE FRECHET,EXPO GENERALISEE, EN l/X**ALGAM DISTRIBUTION WRC-USA,LOG-GAMKA DE 1ERE ESPECEFUIT DISTRIBUTION DE LA LOI DES FUITESPOLY DISTRIBUTION DE POLYA
Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études
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ORSTOM-DAKAR
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Projet GBS/87/002 Eau de suriace
DISTRIBUTION GAUSS GUM.V GALTO PEAR3 GOODRPARAKETRES
D ECHELLE 51.284 38.412 92.043 35.174 83.468DE POSITION 139.263 116.015 35.478 58.818 63.637DE FORME PREMIER ********** .*.*****.* 0.496 2.287 0.677DE FORME SECOND .********* ********** ** ••••• **. ***••*.*** **********
as 10 en fonction de la surface comparaison entre le CORUBAL et le bassin du f1ewe BANI dans la région MAU-5UD
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. ,
Projet GBS/87/002 Eau de surface
2.1.2 Les petits bassins versants
2.1.2.1 Les bas-fonds des régions soudano-,9uinéennes (11 OOmm< plule< 1400mm)
Nous avons reconnu certains de ces bas-fonds lors de la vIsite de terrain pour la vérité sol de l'étudetélédétection (route GABU-TCHETCHE, piste de SONACO)
Ces bas-fonds sont peu larges, encaissés et forment des réseaux denses. Ils sont affectés par laremontée de l'écoulement latéral des nappes des altérites et la convergence des rulssellem'entssuperficiels. Lorsqu'ilS sont aménagés, les bas-fonds sont souvent utilisés pour des cultures de riz. decoton ou de maïs.
Les tronçons amont ont une longueur de l'ordre du km, le bassin versant drainé a alors une surface allantde 2 à 10 km2. Le profil transversal est assez concave, le lit mineur du cours d'eau n'est pas nettementmarqué. Lessols sont très sableux en bordure et argilo-sableux au centre. Ces sols ont une porosité trèsfaible, l'infiltration des eaux de ruissellement y est faible, la nappe est alimentée par les pluies Infiltréessur les versants.
Les crues fournissent une nappe d'innondation peu persistante et ce sont les sorties latérales de lanappe phréatique qui assurent le remplissage, cette dernière n'est pas directement affleurante.
Sur ces tronçons amont on peut prendre comme bassin type le bassin de KORHOGO au nord de la Coted'Ivoire étudié par CAMUS & al (1976)
En aval, le bas-fond s'élargit (plus de 100m), la pente longitudinale devient plus faible et le profiltransversal plus horizontal. Il faut avoir un bassin de plus de 100 km2 pourpasser à la plaine d'inondation.proprement dite, ce qui permet d'avoir des bas-fonds d'une dizaine de km de long.
Ces tronçons constituent les parties les plus importantes pour les aménagements de type villageois. Lessols ont généralement de bonnes potentialités agricoles puisque formés sur les remblais alluviaux.
Le cours d'eau est bien canalisé dans un lit sinueux. Il alimente ou draine la nappe alluviale qui reposesur une argile sableuse colmatée. Cette nappe est sub·affleurante et ses remontées capillairespermettent d'avoir un sol humide plusieurs semaines après "arrêt des pluies.
Cinq à sept semaines après le début des pluies ces tronçons sont inondés, la nappe des altéritesaffleure en amont et en bordure. A ce débordement des nappes s'ajoutent les eaux de ruissellement desversants.
Les aménagements doivent prévoir à la fois la protection contre les crues et la régularisation du niveaud'inondation par drainage. On rencontre souvent des casiers rizicoles planés, entourés de diguettes etdrainés.
La figure 8 tirée de l'étude de RAUNET (1985) montre l'évolution du bas-fond d~ l'amont vers l'aval danscette zone climatique.
2.1.2.2 Les bas-fonds de la zone guinéenne pluviométrie> 1400 mm
Nous avons vu très peu de bas-fond dans cette zone de savane pré-forestière, nos différentes missionsnous ayant menés pas plus au sud que SALTINHO. Nous présentons Ici la coupe d'un bas-fond type decette zone climatique.
L'arène sabla-argileuse est fortement développée, la nappe qu'elle contient est Importante et formel'essentiel de débits des bas-fonds. Le sol est sabla-tourbeux souvent remblayé.
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Rapport d'avancement n"2 Analyse des données - Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
1 Proiet GBS/87/002 Eau de surface 76
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Rapport d'avancement n"2 A 1 d. na yse es données - Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
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Projet GBS/87/OO2 Eau de surface
2.1.2.3 Paramètres liés à l'écoulement dans ces petits systèmes hydrologIques.
Les bas-fonds en amont des plaines alluviales ont des bassins versants dont la superficie varie dequelques km2 à 200 km2. L'étude du régime hydrologique de telles unités se fait à partir de la méthodedes bassins représentatifs.
Cette technique se résume par les étapes suivantes:
• Choisir des bassins (entre 1 et 200 km2) représentatifs du milieu: relief, végétation, sols (cf: étude partété.détection)
- y observer 2 à 5 ans de façon Intense tous les éléments du cycle hydrologique, pour en déduire desrelations pluie-débit fiables.
- extrapoler les relations pluie-débit dans le temps sur le bassin représentatif et en faire l'analysestatistique.
• régionaliser les résultats pour extrapoler les données hydrologiques à des bassins non observés.
A défaut d'avoir ce réseau de bassins versants représentatifs Il est possible d'utiliser des méthodesd'estimation mises au point sur l'ensemble des bassins versants observés en Afrique de l'OUEST.
* Estimation de l'écoulement annuel
La connaissance de la distribution statistique de l'écoulement annuel d'un bas-fond permet deconfronter la ressource aux besoins, dimensionner des réservoirs et de calculer les risques dedéfaillance. •
Il n'existe pas à notre connaissance de méthode spécifique à cette zone climatique pouvant estimer ladistribution des coefficients d'écoulements annuels en fonction des paramètres physiographlquessimples du bassin. La méthode de RODIER " évalutlon de l'écoulement annuel dans le sahel tropicalafricain» n'est applicable qu'à des pluviométries Interannuelles Inférieures à 750 mm.
Pour une estimation grossière, on peut se reporter aux études de bassins versants du MAYONKOUREen GUINEE CONAKRY, ou du nord de la Cote d'Ivoire" Recueil des données de base des bassinsversants représentatifs et expérimentaux» DUBREUIL (1972)
* Estimation de la crue de .. projet»
Tout projet d'aménagement nécessite la définition d'une crue dite ..crue de projet». En fonction des.observations faites sur les petits bassins versants, les hydrologues de l'ORSTOM ont proposé pour lespetits aménagements en Afrique de l'Ouest, de calculer les caractéristiques d'une crue décennale. Si lesconséquences du dépassement de cette crue étalent particulièrement désastreuses, on serait conduità prendre une marge de sécurité plus ou moins grande par rapport à la crue calculée, ce qui revient àconsidérer une crue de fréquence plus rare.
La crue décennale calculée pour l'aménagement d'un bas-fond se définit comme la crue provoquée parune pluie décennale, toutes les autres conditions du ruissellement étant moyennes :...saturation des sols,forme de la pluie, développement de la végétation... .
Deux méthodes de prédétermination de la crue de projet existent sur l'ensemble de l'Afrique de l'ouestpour des bassins sur lesquels on ne dispose d'aucune mesure hydro"logique :
• La méthode RODIER & AUVRAY (1965) pour les bassins de 10 à 200 km2. Elle repose sur uneestimation globale de la capacité d'infiltration du bassin, organisée en 6 classes. Cette capacité associéà un domaine climatique, à une classe de relief et à la surface permet d'estimer l'ensemble desparamètres de la crue de projet: volume ruisselé, débit de pointe, temps de montée, temps de base.
78
11
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1 Projet GBS/87/002 Eau de surface 79
111
Les figures 9, 10, 11 donnent pour les bassins versants de la zone tropicale et la zone tropicale detansitlon (entre 800 et 1600 mm de pluviométrie annuelle) respectivement le coefficient de ruissellementpour des bassins plutôt perméables en fonction de la surface, le temps de montée en fonction du reliefet de la surface, ainsi que le temps de base.
La crue est alors considérée comme un triangle dont la base est le temps de base, la superficie; levolume total écoulé et la hauteur; le segment compris entre le débit de pointe et le temps de montée.
Om
Pour la mise en oeuvre de l'une ou l'autre de ces méthodes on peut se référer à l'ouvrage" Le point surla maîtrise des crues dans les bas-fonds... GRET, CF, ACCT (1987). Dans ce dossier sur lesaménagements de bas-fonds, RIBSTEIN donne des Informations pratiques sur ces méthodes et endonne la limite d'application.
- La méthode PUECH & CHABI GONt (1984) pour des bassins allant jusqu'à 600 km2. Les différentsparamètres de la crue décennale calculée sur les bassins représentatifs ont été mis en relation avec lescaractéristiques physiques du bassin par régression multiple. La surface et l'indice globale de pente,sont les facteurs déterminants de la méthode (fig 12) •
""-""-
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1/
11
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* écoulement de base en relation avec la nappe alluviale
Entre les Isohyètes 1000 et 1600 mm, on observe un écoulement quasi permanent pendant toute lasaison des pluies dans les bas-fonds. Cet écoulement peut être très faible lorsqu'apparail une périodede 10 jours sans pluie. Il est rare qu'il persiste plus d'un mois après la dernIère pluie d'hivernage.
Le tableau suivant donne les conditions d'apparition d'un étiage non nul entre les crues· (DUBREUIL.19!36) ,
Tableau 7 Occurence d'un débit d'étiage dans un bas·fond en Afrique de l'OUEST
11111
Pluie (mm) Bassin OE
1000 à 1250 mm schistes, argiles Jamais ...terrains granitiques OE< 0.5 Vs/km2 si na'ppe temporaIre
bien drainéegrès OE< 0.5 Vs/km2 toujours
1250 à 1600 mm schistes, argiles, gneiss jamaisa. terrains granitiques si nappe temporaire bien drainéeb. grès toujours
a et b : 1<OE<7 Vs/km2
>1600 mm toujours1<OE<91/s/km2
1Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'études ORSTOM-DAKAR
1
.. COEFFICIENT DE RUISSELLEMENT
Régimes tropicaux et tropicaux de transition
( P varie .de ao.o à 1600 mm.)
PERMËAB ILITt: P~ et P5
. ,!
50 60 70 80 90 100110120S en km 2
4030206 7 8 9 10
--i--- --- --r--' --t<~_.L..'L_ J_____ 1
o J AYOfKOl/Rif 1 KANDAL~--i-----I----j--- -- -- -- --1..- -
11 Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'éludes ORSTOM·DAKAR
2.2 Le domaine fluvio marin
Projet GBS/87/002 Eau de 8urface
2.2.1 Les estuaires des rios CACHEU, MANSOA, GEBA, BUBA et CACINE
Aucune étude des marées sur ces estuaires n'est connue en GUINEE-BISSAU, le nombre d'échellesabandonnées et l'importance des sitès portuaires (également abondonnés) laissent penser que desdonnées ont du être recueillies à l'époque où toutes ces voies d'eau étalent navlgàbles.
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ORSTOM-DAKAR
DATE Hauteur débit poids débit solidecm m3/s g/I kg/s
,Le long du cours d'eau Il n'y a pas eu seulement comblement par alluvions fluviales mais aussI par desapports de sables amenés par la mer. Les vallées sont remblayées également par des vases dont lesproportions diminuent vers l'amont en même temps que les vallées se rétrécissent. Ces vases, plus oumoins couvertes à marée haute sont colonisées par une mangrove de palétuviers. Dans les estuaire durio CACHEU et du rio MANSOA, une importante partie de la mangrove a disparu avec la sursature desannées de sécheresse et a laissé place à des sols nus salés et acides.
Nous donnerons Ici quelques généralités théoriques sur l'étude des marées dans un estuaire quidevraient aider le service hydrologique à remettre en route un réseau de marégraphes, nous nousinspirons Ici de l'étude réalisée par BRUNET MORET (1970) sur l'estuaire de la CASAMANCE auSENEGAL.
Dans ces estuaires, les rivières sont en fait des rias ennoyées par la transgression flandrienne. Lesvallées avaient été surcreusées dans les formations sablo-argileuses du continental terminal lorsque leniveau océanique était beaucoup plus bas, ce qui explique la largeur des lits. Après l'ennoyage s'estproduite une sédimentation importante lors d'épisodes plus pluvieux que maintenant car à l'heureactuelle les transports solides de ces rivières semblent très peu abondants ( cf. mesures réalisées parla COBA à SALTINHO, Tableau 8)
tableau 8 Débits solides mesurés à SALllNHO par la COBA
Comme le montre la carte 1 au début de ce chapitre, les parties maritimes des rivières de GUINEEBISSAU s'étendent loin à l'intérieur des térres. La marée se fait sentir au dela de FARIM sur le rioCACHEU, en aval de MANSOA sur le rio MANSOA, jusqu'à BAFATA sur le GEBA et Jusqu'à l'aval deschutes de CUSSELINTA sur le CORUBAL Dans l'étude par télédétection des ressources en eau desurface (cf. rapport 3) 1/ a été mis au point une méthode de traitement de l'image pour différencier lesqualités de l'eau de surface. Cette méthqde permet de définir très exactement les limites de l'influencemarine.
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11111111111111111111l,
. ,
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Le phénomène de marée est dO au principe de la gravitation universelle: la cause des marées résidedans l'attraction exercée sur les molécules d'eau des océans par la lune et par le soleil, seuls astres àconsidéreren raison de leur proximité. Les périodicités que l'on trouve dans les marées proviennent desmouvements apparents de la lune et du soleil par rapport à la terre.
Les composantes de l'onde de marée en un point d'une cote océanique ont donc des périodes biendéfinis par l'astronome, qui sont les mêmes pour tous les points du globe terrestre, mals les amplitudesde chacune de ces composantes dépendentd'une part de la latitude du point consIdéré, d'autre part desconfigurations des fonds marins au voisinage du poin,..
On distingue:
_ une onde annuelle et une onde sem! annuelle, dues aux mouvement du soleil en déclinaison,
- des ondes mensuelles, ou a peu près mensuelles, et des ondes seml mensuelles ou à peu près, duesau mouvement en déclinaison et en phase de la lune,
-des ondes diurnes, ou à peu près journalières, et des ondes semi-diurnes, dues à la rotation de la terresur elle même. Dans le cas de propagation par faibles profondeurs, ces ondes entralnent l'apparition deleurs harmoniques tiers diurne, quart diurnes, ect...
On considère aussi l'existence d'ondes extra-astronomiques dues aux conditfons météorologiques:ainsi dans l'estuaire de la CASAMANCE, il a été mis en évidence une onde annuelle due probablementaux déplacements à peu près réguliers des grandes zones cycloniques et anti-cycloniques d'AFRIQUEet de l'Océan Atlantique.
Les ondes de plus fortes amplitudes le long d'une cote sont en général les ondes semi-diurnes etèliurnes. Elles se composent pour former les marées hautes et les marées basses, les différences depériode entraînent des inégalités dans les amplitudes de marées Journalières.
A ces variations régulières du niveau de la mer s'ajoutent des variations accidentelles dues:
-aux varialions de la pression atmosphérique: une hausse de pression de 10mb provoque une baissedu niveau de la mer de 10 cm
- aux violents coups de vent de durée assez longue qui peuvent provoquer des varIations de niveau deplusieurs décimètres, et même supérieures au mètre, sur quelques marées successives.
L'onde de marée qui se produit devant l'embouchure d'un fleuve donne naissance à une onde dérivéequi remonte le fleuve vers l'amont. Il s'agit alors d'un phénomène hydraulique beaucoup plus complexe·que celui de la marée qui est à son origine, car le débit fluvial, la pente et la forme du lit Interviennent. .
On appelle partie maritime d'un fleuve celle qui s'étend de l'embouchure Jusqu'au point où les plus fortesmarées, pendant les périodes d'étiage du débit fluvial, cessent de se faIre sentir.
En assimilant l'onde de marée pénétrant dans un fleuve à une onde de translation, sa vitesse depropagation est dans une section donnée:
avec g: intensité de la pesanteurH : profondeur moyenne dans la section pour h=Oh : hauteur de l'ondeu : vitesse moyenne dans la section du débit d'eau douce
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On voit d'après cette formule, que la propagation de l'onde de marée est maximale à marée haute etmInimale à marée basse, d'où une déformation systématique de fonde qui perd la forme quasi·sinusoïdale qu'elle avait à l'embouchure. En principe, la durée du montant dimInue, celle du perdantaugmente lorsque l'on va vers l'amont.
L'amplitude de la marée diminue en principe lorsque l'onde remonte vers l'amont: car cette amplitudeest proportionnelle à la racine carrée de l'énergie que possède l'onde et qui diminue par frottementpendant sa translation. Cependant un ressèrement des rives peut provoquer localement des amplitudesde marées supérieures à celles qui s'observent dans le bassin élargi à l'aval.
Les courants qui s'observent dans la partie maritime d'un fleuve sont les résultats des courants variablesqui accompagnent l'onde de marée et du courant dO au débit fluvial. La prépondérance du jusant (versl'aval) sur le flot (vers l'amont) augmente avec la diminution de l'amplitude de la marée, jusqu'à un poInt,variable en position suivant l'importance du débit fluvial, en amont duquel Il ne subsiste que du jusantd'intensité variable avec l'heure de la marée. Tant qu'on observe la renverse des courants, le flot s'établittoujours après le moment de la marée basse et dure, pour une onde marée déterminée, de moins enmoins longtemps lorsqu'elle remonte le fleuve, si bien que le jusant qui, vers l'embouchure, s'établissaitaprès le moment de l'étale de marée haute, arrive en amont à s'établir avant même cette étale.
L'étude de la propagation de l'onde de marée dans les parties maritimes d'un fleuve en fonction de sondébit servent à la navigation, aux projet d'aménagements des berges et à la gestion des ressourcesbiologiques de ces biefs très riches en crevettes et poissons. Cette étude a pour objectif minimal defournir des abaques donnant les amplitudes maximales possibles de variation du niveau d'eau en toutpoint du bief maritime en fonction de sa distance à l'embouchure. La figure 13 donne en exemple cetabaque établi pour la CASAMANCE.
Nous expliciterons le dispositif expérimental qui a permis l'étude de la propagation de l'onde de crue:
Une série de 10 marégraphes ont été Installés comprenant chacun une batterie d'échelles, unIimnigraphe et une borne repère. " est indispensable que les altitudes des 0 de chaque marégraphe soitconnue avec précision. 7 ont été installés sur le bief maritime du fleuve CASAMANCE et 3 sur le biefmaritime de son affluent le SOUNGROUGROU.
Tableau 9 Dispositif expérimental pour l'étude de l'onde de crue dans la CASAMANCE
STATION Distance Cote du repère Cote 0de la station m (IGN)
-La riziculture est une tradition des bas-fonds estuariens saumâtres de GUINEE-BISSAU. Cette culturetend à se développer avec les nouvelles habitudes alimentaires et de nombreux projets de développement tentent de la faire passer d'une culture vivrière au stade de culture de rente.
La surface occupée par le bas-fond dans ces petits bassins versants peut représenter jusqu'à 20 % dela surface totale. Pour ces zones basses, la quasi permanence de la submersIon (eau douce lors desécoulements et invasions marines) induit une Infiltration négligeable. Les Interfluves sont au contrairetrès perméables. On considère, en CASAMANCE que dans le bas-fond le coefficient de ruissellementannuel est de 80 % et celui de la crue décennale de 100% (OUVRY & DACOSTA, 1984). Le bas-fondreprésentant peu de surface, les crues ne sont pas violentes. les débits spécifiques de pointe pour lacrue décenale sont de l'ordre de 150 I/s/km2 pour des bassins versants de 100 km2. Les crues sontfortement amorties dans les réseaux très larges.
On distingue un aquifère superficiel et des aquifères profonds.
En fonction de la pluviométrie. les écoulements d'eau douce sont plus ou moins Importants et surtoutdurent plus ou moins longtemps après la saison des pluies.
88
La dernière sécheresse très fortement ressentie dans les régions nord du pays a eu pour effet lasursalure des eaux et des sols ainsi que leur acidification par oxydation avec le rabattement généralisédes aquifères. De nombreuses études qui visent à la réhabilitation de ces sols salés et acides sont encours en CASAMANCE (BOIVIN & LOYER, 1988, ALBERGEL & al, 1990). '.
L'étude de la DGIS desPays-Bas indique l'existance de 39 aménagements hydro-agrlcoles dans les basfonds saumâtres de GUINEE-BISSAU. L'ouvrage principal de ces aménagements est un barrage antl·sel comprenant une digue en terre et un ouvrage en béton permettant l'évacuation des eaux. Nombrede ces aménagements ont été abandonnés à cause d'erreurs de conception du manque d'informationhydrologique. On compte sur les 39 aménagements 11 barrages rompus. 1 mal Installé, et 2
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Projet GBS/67/002 Eau de surface
endommagés.
Lors de la conception de ces ouvrages Il est demandé à l'hydrologue de résoudre les problèmessuivants (ALBERGEL, 1987):
- La délimitation des bassins versants contrÔlés par l'aménagement projeté et une cartogra·phie sommaire des zones contributives au ruissellement.
• Une étude statistique des pluies à l'échelle annuelle et Journalière.
- La prédétermination pour chaque site des volumes écoulés.
- La prédétermination de la crue d'étude et de la crue de projet en vue de dimensionnerl'ouvrage d'évacuation d'eau. Il est souvent demandé la prédétermination du débitmaximum de la crue qui a une période de retour 25 ans.
- Les règles de gestion de l'ouvrage anti-sel pour drainer les sols sans créer de fortsrabattements des nappes
- La détermination des niveaux d'eau maximum ou minimum, des amplitudes extrêmesdues aux marées et susceptibles d'intéresser le projeteur.
- Quelques données sur les aquifères et la qualité des eaux.
Nous donnons ci-dessous les principaux résultats d'une expertise réalisée en CASAMANCE sur 11 sitesà aménager et pouvant être utilisés au moins dans le nord de la GUINEE BISSAU.
.Le tableau 11 donne les caractéristiques des bassins versants qui s'obtienne'nt par planimétrage sur desphotos-aériennes au 1/50000 et par une reconaissance sur le terrain
Tableau 11 Caractéristiques des bassins à aménager.
BASSIN S.TOTALE S.BASSE S.HAUTE CL.RELIEF CL.PERMKm2 Km2 Km2 (1 ) (1 )
(1) Classification RODIER - AUVRAY (1965)R2: pentes faibles inférieures à .5% ce sont les bassins de plaines.R3: pentes modérées comprises entre .5% et 1%, ce sont les terrains intermédiaires entre la plaineet les zones à ondulation de terrain.P3: bassIns assez Imperméables comportant des zones perméables d'étendues notoires.P4: bassins assez perméables.La perméabilité mesurée sur différents sites des Interfluves du Continental Terminal en basseCASAMANCE est comprise entre .5*10 et 11 *1 0 mis (rapport géotechnique BCEOM Aménagementde la plaine de Baila, 1985).
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Les études hydrologiques effectuées par ('ORSTOM sur les bassins de BIGNONA (OUVRYet CHOURET, 1981) et sur les bassins du marigot de BAlLA (OUVRY et DACOSTA, 1984) ont permis d'effectuer une évaluation assez précise des coefficients d'écoulement selon les zones observées.
Pour la zone exondée, plateaux, versants, terrasses, le coefficient d'écoulement est de .17% en annéedécennale sèche (valeur mesurée); Il est de 6% en année médiane. Le BCEOM (1985) propose à partird'une extrapolation des écoulements observés à KOLDA un coefficient de 10% pour la valeur depluviomètrle en année décennale excédentaire.
Pour les zones basses, la quasi permanence de la submersion leurconfère un coefficient d'écoulementtrès fort, Il est évalué dans les études citées plus haut à 80%. Ce coefficient ne varie guère quelquesoit l'année.
La répartition des surfaces entre zones basses et zones hautes est donnée dans le tableau 11. Letableau 12 donne les coefficients d'écoulements et les volumes correspondant pour chaque site.
Les volumes écoulés ont été calculés à partir des pluviométries annuelles estimées sur Jesobservations postérieures à 1969 (période plus défavorable). Malgré les fortes évaporations (ETPmoyen = 515mm pour la période pluvieuse, Juin à Octobre les volumes écoulés devraient êtresuffisants pour ne pas poser de problèmes de remplissage aux petites retenues envisagées.
Remarque: En CASAMANCE, sont disponibles des données sur l'évaporation en stationclimatologique, notamment à DJIBELOR, mais aucune étude (à notre connalssanlte) n'a été faite pourtransposer ces observations aux vallées inondées. Ces milieux présentent vis à vis de l'évaporationles particularités suivantes:
- Salure des eaux.• Couverture végétale variable en fonction des cultures et de la date dans la saison des pluies.• Disposition de la vallée par rapport aux vents dominants.- Influence des variations des plans d'eau voislns(marées).
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* Prédétermination de la crue d'étude et de la crue de projet
..La crue d'étude est la crue provoquée par une lame précipitée sur le bassln,de récurrence décennale;toutes les autres conditions étant moyennes... Sa détermination a été faite en utlllsant la méthode deRODIER et AUVRAY, 1965.
La crue de proiet est un indicateur du risque naturel. \1 a été demandé dans le cadre de cette étuded'estimer le débit maximum de la crue de période de retour 25 ans. \1 a été calculé en multipliant ledébit maximal de la crue d'étude par le rapport:
pluie ponctuelle de retour 25 ans/pluie ponctuelle de retour 10 ans.
Le tableau 13 réunit les paramètres de la crue d'étude pour chaque site et le tableau N°14 donne lesdébits maximums de la crue de projet.
Tableau 13: Crue d'étude (Décenale)
AVERSE DECENNALE LR Tm Tb Q10 q10BASSIN Hauteur Abat. mm heure heure m3/s Vs/Km2 :
Abat: coefficient d'abattement d'une pluie ponctuelle.LR : Lame ruisselée.TB : Temps de base TM: Temps de montée.Q10 : Débit maximum de la crue décennale.q10 : Débit spécifique maximale de la crue décennale.
La méthode de RODIER et AUVRAY est limitée aux bassins versants dont la superficie estInférieure à 200 km2 ; nous ,'avons extrapolé à des surfaces allant jusqu'à 400 km2• OUVRY etDACOSTA (1984), extrapolent cette méthode pour des bassins dépassant 1000 km2 sur le marigotde BAlLA. Les débits spécifiques obtenus par cette méthode sont légérement supérieurs à ceux donnéspar la courbe expérimentale proposée par LOUIS BERGER (1985) (débit maximum spécifique enfonction de la surface pour les bassins de Basse CASAMANCE).
Rapport d'avancement n"2 Analyse des données· Propositions d'études
010 : Débit maximum de la crue décennale.025 : Débit maximum de la crue de retour 25 ans.
Remarque: La crue de projet estimée comme pour un bassin continental ne correspond pas au débità évacuer par l'ouvrage dans la mesure où l'ancien bief soumis à marée en amont du barrage va Jouerle rôle de réservoir amortisseur; elle en est tout au plus la limite supérieure (pour l'évènement de,récurrence 25 ans).L'évacuation des crues devient un problème de gestion en fonction des niveauxmaximum que l'on se fIXe en amont (cultures) et des niveaux à "aval de l'ouvrage (marée haute oubasse).
Les figures 14 et 15 représentent respectivement un abaque de calcul du coefficient d'écoulementannuel en fonction du rapport entre les surfaces des zones basses et de la surface total du bassinexprimé en % et un abaque de calcul du débit spécifique décennale en fonction de la surface.
Ces abaques peuvent être appliquées sans trop de risques dans les petites vallées sous influencemarine des bassins du CACHEU et du MANSOA. Une vérification serait nécessaire avant de lesappliquer plus au sud.
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1Figure 14
•~
...........~
~II.~ r--- r--.
~I........~
r"
35302515 20
rapport s. du bas-fondIs. bassin %
10
Figure 15
Débit spécifique de la crue décennale
5
Coefficient d'écoulement annuel an fonction du rapport s. du bas-fond/s. bassin
100
1000
1
1s1km2
c0
a 35ff1 30c1a 25
nt 20
%d
15
éc 100
u1 5ame 0
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s
1
11
11
11
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1
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Surface du bassin versant km2
11
10
10 100 1000
111
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2.3 Propositions d'études dans le domaine des ressources fluviales
Les proposltlons d'études en vue d'une meilleure connaissance de la ressource hydrologiques'organise autour des quatre axes suivants que nous donnons dans l'ordre des priorités d'un servicehydrologique national: .
- Maintien, entretien et complément du réseau de base sur les biefs continentaux des grandesrivières
-Installation et observations dans le domaine continental de bassins versants représentatifs'
-Installation de bassins versants expérimentaux dans les vallées saumâtres à vocation rizicole
- Installation et gestion d'un réseau de marégraphes
2.3.1. Maintien, entretien et complément du réseau de base sur les biefs continentaux des grandesrivières
Dans le premier rapport, une fiche descriptive et un historique aussi complet que possible ont étéréalisés pour chaque station. Tous les travaux à effectuersurIes stations existantes ont été décrits. Nousavons également reproduit le projet d'extension du réseau hydrométrique.
* Dans un premier temps les problèmes suivants doivent être résolus:
QInstallation d'éléments d'échelle inférieurs àceux en place car le niveau de l'eau descend en dessousdu zéro pour:
-BEll sur le FEFINE-BUCCURE sur le CORUBAL-CADE sur le CORUBAL-CABUCCA sur le CORUBAL-TCHE TCHE sur le CORUBAL-SALTINHO AVAL sur le CORUBAL-CARANTABA sur le GEBA-SONACO AMONT sur le GEBA
il) Installation d'éléments supérieurs aux stations suivantes:
-BEll sur le FEFINE-SALllNHO AVAL sur le CORUBAL-CONTaBOEL sur le GEBA·GABU sur le COMPaSSA-CARANTABA sur le GEBA
IiQ Etalonnage ou complément d'étalonnage de toutes les stations, afin de pouvoir récupérer leshauteurs déjà existantes et les tranformer en débits. Le premier rapport montre que la banque dedonnées Iimnimétriques est bien plus importante que celle des débits journaliers. \1 convient de pouvoirvaloriser cette précieuse information. Des campagnes de jaugeages doivent être programmées sur lesstations suivantes: ".
-GABU·CABUCCA-BUCCURE-SONACO-BAFATA et PORTAGEM (en hautes-eaux lorsque la marée ne se fait plus ressentir)·CONTOSOEL
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IiiQ Il faudra également veiller à ce que les lectures soient mieux faites à:-SONACO (si possible aux trois batteries d'échelle pendant un à deux ans)-CABUCCA·BAFATA (PORTAGEM et PONTO NOBO)-BUCCURE
* Extension du réseau et gestion des bassins partagés
Un des soucis actuel6 du service hydrologique est l'extension du réseau d'observations en vue d'unegestion plus fine des ressources en eau des bassins partagés du KAYANGNGEBA et du KOUBNCORUBAL L'inqulètude des responsables est de voir le développement d'aménagements et deretenues dans les parties amont de ces rivières au SENEGAL pour la KAYANGA (barrage d'ANAMBE)et en GUINEE CONAKRY pour le KOLIBA (projet de barrage).
95
Pour le CORUBAL, les stations existent, Il s'agit de les renforcer:
- PONTE PIRADA sur le BIDIGOR affluent de rive gauche- SINTCHA KAGNA sur la KAYANGA
Pour le GEBA deux stations sont indispensables pour connaître plus précisement la part des apportsde chacun des sous-bassins du rio GEBA. :
BUCURE est plus en amont juste à l'entrée du KOLIBA en GUINEE BISSAU mais CADE est une stationmieux connue.
ORSTOM-DAKAR
Qconnaissance à tout moment de l'état du matériel d'enregistrement (en cas de panne, en général, nouspouvons détecter les pannes depuis fa base et donc prévoir les tournées d'entretien et les pièces de se·cours)
- BUCURE ou CADE sur le CORUBAL à la frontières entre les deux GUINEES• BEll sur le FEFINE affluent de rive gauche du CORUBAL
La structure Inter-état responsable de la gestion partagée de ces deux bassins fluviaux est l'OMVG. MBALDE a eu l'occasion au cours de son stage de rencontrer les responsables techniques de cetteorganisation. C'est au sein de l'OMVG, que doivent être définies les débits réservés d'étiage de cescours d'eau. La gestion adéquate des ouvrages doit nécessairement passer par la connaissance et lasurveillance des débits à l'entrée du territoire de la GUINEE BISSAU.
iQ connaissance à tout moment de la hauteur à l'échelle donc pouvoir programmer les campagnesde jaugeage.
Cette technique permet l'acquisition en temps réel de la donnée. Couplé à un modèle de propagation,elle devient l'outil performant de la gestion des ouvrages. Le service hydrologique connait en temps réelles débits entrant dans le territoire de la GUINEE BISSAU et peut demandervia l'OMVG des lâchures auxpays voisins en fonction des accords passés.
"
L'installation de telles plate-formes, en plus des possibilités qu'elles offrent dans lè domaine de lagestion présentent les avantages suivants:
Une surveillance efficace des débits entrant dans le territoire de GUINEE BISSAU passe par uneacquisition en temps réelle de la donnée Iimnimétrique. A cet effet. il existe actuellement une techniquebien au point: la télétransmission par satellite. De nombreuses plates formes du type PH11 et PH18ORSTOM/ELSYDE/CIES sont en service dans les pays voisins: gestion des ouvrages communs del'OMVS au SENEGAL et MALI, programme de lutte contre l'ONCHOCERCOSE en GUINEE CONAKRY.
Les sites de ces stations ont été prospectés. leur installation ne pose pas de'problème (cf pour PONTE'PIRADA le rapport n01)
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Pour les autres stations, la valorisation de l'information passe par l'Installation de IImnlgraphe. vue leuraccessibilité et les besoins actuels en Information un système de télétransmission n'est pas Indlspen·sable. Il apporterait cependant un confort appréciable. Les IImnlgraphe CHLOE C à enregistrement surmémoire de masse sont conseillés. Ce conseil nous est dicté par les faits suivants:
~ difficultés d'installation de limnlgraphes à flotteur sur toutes les stations où les berges sont hautes,Instables et où les débordements peuvent être Importants
IQ les IImnigraphes à dépression posent le problème de l'alimentation en air comprimé et de la fiabilitédes enregistrements dans le cas de fuites
IiQ les nouvelles acquisitions en micro-Informatique du service hydrologique ainsi que du logicielHYDROM pour lequel déjà deux agents sont formés, dirigent le choix vers des systèmes d'acquisitionde données automatiques, de dépouillement rapide et compatibles avec HYDROM.
En résumé, le nouveau réseau continental de GUINEE BISSAU après les travaux de reffections deséchelies Iimnfmétriques comprendrait:
- 4 stations d'acquisition et de télétransmission de type PH18 : PONTE PIRADA, SINTCHAKAGNA,CADE,BELI
Ces 13 stations représentent le réseau rationnel de la GUINEE BISSAU
.2.3.2. Installation et observations dans le domaine continental de bassins versants représentatifs
Pour compléter le réseau sur les rivières importantes, Il serait utile d'installer des bassins versantsreprésentatifs. Ces bassins permettent de connaître la ressource en eau des petits systèmeshydrologiques et de donner aux aménageurs l'information nécessaire pour les ouvrages defranchissement, les retenues collinaires, et les différents aménagements hydro-agricoles.
La technique des bassins représentatifs se résume par les étapes suivantes:
• Choisir des bassins (entre 1 et 200 km2) représentatifs du milieu: relief, végétation, sols (cf: étude partélédétection)
• y observer 2 à 5 ans de façon intense tous les éléments du cycle hydrologique, pour en déduire desrelations pluie-débit fiables.
- extrapoler les relations pluie-débit dans le temps sur le bassin représentatif et en faire l'analysestatistique.
• régionaliser les résultats pour extrapoler les données hydrologiques à des bassins non observés.
Un bassin versant représentatif se compose:
-d'une station Iimnigraphique (échelle + enregistreur car les crues sont souvent tres rapides)-d'un aménagement de l'exutoire (facultatif en fonction de la forme et de la nature du lit)·d'un réseau pluviométrique, avec au moins un pluviographe pour 15 km2, et un pluviomètre pour 5 km2
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Ces bassins versants peuvent être de deux types:
-urbains (par exemple pour aménager des évacuateurs d'eau dans les villes)-ruraux (à vocation agricole le plus souvent) .
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Les visites de terrain, l'étude cartographique et les Images satellltaires nous pemettent d'envisager troisensembles de bassins versants àétudier sur le domaine continental de GUINEE BISSAU en fonction destrois zones climatiques du Nord au sud:
- Bassin versant du rio JUMBEMBEM dont le plus grand bassin a une surface de 512 km2 àJUMBEMBEM, ses caractéristiques physiques sont données dans le premier rapport, une cartetopographique du bassin a été réalisé au laboratoire d'hydrologie de DAKAR. L'Installation de trois sousbassins dont la superficie varie entre 10 et 100 km2 ne pose pas de problème.
- Bassin versant du rio COMPOSSAen amont de GABU. L'échelle existe déjà à GABU quI est une stationdu réseau; Il y a déjà de nombreuses observations Iimnimétrlques. Le plus grand bassin a une superflclède 311 km2. 4 sous-bassins peuvent être prévus.
• Bassin versant du rio BANALA représentatif des zones les plus humides du pays avec une surface de174 km2 à GADAMAEL. 3 sous-bassins peuvent être installés.
Le tableau 15 donne les caractéristiques physiques de ces bassins
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2.3.3. Installation de bassins versants expérimentaux dans les vallées saumâtres à vocation rizicole
station JUMBEMBEM R Jumbembem station GADAMAEL R Banala station GABU (Rio Caniamaaltitude surface % bassin altitude surface , bassin altitude surface , bassin
Quelques bassins versants pourraient être installés sur les petites vallées rizicoles de la zone maritimeafin de mieux connaître ces zones (écoulements, répartition pluviographique, salinité).
Dans ce cadre, il s'agit d'installer des bassins versants expérimentaux plutôt que représentatifs. En effetla problématique est de tester des aménagements en vue d'apporter une solution aux problèmes desalinité ou d'acidité et de dimensionner des ouvrages pour qu'ils ne soient pas emportés par les cruescomme nous pouvons le voir dans le rapport" barragens na rizicultura de bolanha ...
Ces bassins devraient être installés de préférence sur des bas-fonds où existent (ou sont prévus) desaménagements.
L'exemple du bassin versant de DJIGUINOUM en CASAMANCE pourrait servir de modèle. Uneconcertation avec les organismes impliqués dans l'aménagement de ces bas-fonds doit venIr enpréalable à un plan d'installation de ces bassins versants représentatifs.
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2.3.4. Installation et gestion d'un réseau de marégraphes
Le plan d'extension du réseau réalisé par la DGRH prévoit l'Installation d'un grand nombre demarégraphes (13 dont 3 sur le rio CACHEU, 2 sur le rio MANSOA, 4 sur le GEBA, 2 sur le BUBA, 1surle rio CUMBIJA, 1 sur le rio CACINE).
Ce réseau serait complet et permettrait une bonne connaissance de la marée dans les principauxestuaires du pays. Il faut rappeler que la gestion de marégraphes est une tâche lourde et que dans l'étatactuel du service hydrologique la prise en compte de ce réseau en plus du réseau continental et del'étude de bassins versants est Impossible. "
Dans la série d'enregistreur automatique ELSYDE propose un appareil permettant d'enregistrer encontinu les hauteurs marégraphiques, les conductivités et les températures de l'eau en un point sur lamême base de temps.
Une étude de la représentativité de la mesure de la conductivité en un point par rapport à la quantité desel dissous dans la section doit être mené et un étalonage de chaque conductivigraphe doit être réaliséen fonction de la hauteur et de la température de l'eau.
La gestion de ce réseau nécessite l'acquisition d'une embarquation àmoteur pouvant naviguer en hautemer.
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PARTIE 3. LE SERVICE HYDROLOGIQUEActuellement le service hydrologique est organisé en trois blgades:
- Brigade principale à BISSAU ( région ouest)- Brigade de BAFATA (région centre)- Brigade de GABU (région est)
la répartlon géographique des bases du service hydrologique ·est adéquate pour la surveillance et lamaintenance du réseau. Une brigade supplémentaire vers le sud doit être envisagée avec l'extensiondu réseau et la prise en charge de bassins versants.
la direction du service hydrologique est assuré à BISSAU par M. J. BAlDE, la brigade de BISSAUcomprend un chef de brIgade et dispose du personnel technique commun de la DGRH. la brigade deBAFATA comprend un chef de brigade, 3 hydrométrlstes, 2 agents techniques pour la maintenance etun chauffeur, celle de GABU : 1 chef de brigade. 4 hydrométristes et 1 lecteur.
le personnel nous a paru dans son ensemble compétant et dynamique. On notera plusieurs cessionsannuels de formation pour les hydrométristes dispensées par J.BAlDE. M. F. VAS CONCEllO, chef dela brigade de BISSAU a suivi la cession de formation d'AGRHYMETen 1990, les autres chefs de brigadesdevraient également suivre cette formation.
l'effectif total des brigades de BAFATA et de GABU nous semble correcte, un renfort du bureau centralde BISSAU parait indispensable par l'affectation à temps complet de quelques agents utilisés encommun avec d'autres services ou par un recrutement. Il manque un technicien qui aurait un bon niveauen informatique, un technicien pour la maintenance du matériel hydrométrique, un chauffeur /mécanicien et une secrétaire à temps complet.
De par leur formation les agents que nous avons rencontré peuvent gérer le réseau continental du pays,leur participation aux formations continues devraient leur permettre d'assimiler rapidement les nouvellestechnologies. Il est regettable que l'agent qui avait suivi le stage de maintenance du matérielhydrométrique à l'ORSTOM DAKAR ait quitté le pays. Il faudrait envisager une formation similaire pourun agent qui serait basé à BISSAU.
la mise en place de bassIns versants représentatifs et expérimentaux, tout comme l'installation demarégraphes nécessiteraient un renforcement du personnel technique tant sur le plan de la formationque sur celui de l'effectif. Un concours de l'ORSTOM devrait être négocié le cas échéant pour lelancement de tels travaux.
les locaux de la direction du service hydrologique sont trop étroits. Il manque une salle d'archives, unmagasin-atelier et un garage. la salle d'ordinateur commune est bien équipée et présente la sécuritéd'un courant stabilisé et possède les protections nécessaires contre la poussière, les Intempéries et levol.
Un effort Important a été réalisé pour l'acquisition de matériel informatique, mais tous les autreséquipements font défaut surtout le matériel deterrain. Il n'existe aucun véhicule en état de marche propreà ce service, les chefs de brigades utilisent quand cela est possible, les véhicules du projet PNUD.
Malgré les efforts de réhabilitation du matériel hydrométrique réalisé avec le concours de l'ORSTOM, ceservice manque énormément de moyens.
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Nous donnons cl dessous l'équipement commun et Indispensable à chaque brigade et l'équipementspécifique à BISSAU.
3.1 Equipement commun et indispensable dans chaque brigade
Chacune des brigade doit possèder par ordre de priorité:
• un moyen de locomotion : véhicule tout terrain (pour se rendre aux différentes stations,effectuer des jaugeages, faire des vérifications des lecteurs etc)
• le matériel nécessaire pour effectuer des mesures de débits:• un bateau pneumatique: type Zodlac mark Il• un moteur de bateau: moteur 20 ou 25ch- un saumon pour jaugeage: 25kg- une caisse complète de moulinet avec adaptation saumon:
* moulinet: AOTIC31 ou MOULINET NERPIC* hélices aux pas 0.125m, 0.25m et O.SOm* Il est préférable de possèder également une perche avec coullsseau 20mm, corres
pondant à ce moulinet, de 5m longueur en éléments de 1m• un treuil pour saumon et potence OTT- un micro-moulinet avec perche:
* perche 9 ou 20mm avec adaptateur; nous préconisons le système avec coullsseau* micro-moulinet avec hélices 0.05m, 0.1 Dm et O.25m
- un compteur d'impulsion performant: C~IR 23 ou 33 de chez FRON(Toulouse) nouspréconisons deux compteurs
- un niveau topographique avec mire- un minimum de matériel de secours
* axes de moulinet, roulements, ect.- matériel annexe:
* carnet de jaugeages* carnet de relevés de hauteurs d'eau.* carnet de nivellement..ect
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3.2 l'équipement spécifique à BISSAU
Le service de BISSAU doit s'équiper en outre d'un atelier avec l'outillage nécessaire à la réparation dumatériel hydrométrique et des embarquations et moteurs. .
BISSAU, étant la base centrale du service hydrologique, est déjà équipée d'un ordinateur, imprimante,table traçante et table à digitaliser afin:
• de pouvoir dépouiller ou contrôler le dépouillement:* des jaugeages (si dépouillement sur le terrain: contrOle avec HYDROM)* des hauteurs d'eau ainsi que leur introduction et archivage sous HYDROM
- d'établir ou de vérifier* les courbes d'étalonnage des différentes stations* les traductions hauteurs-débits instantannés et débits Journaliers
- avec HYDROM, Il leur est possible de sortir le rapport annuel; Pour cette production leservice devra être équipé d'une bonne photocopieuse et d'un matériel de brôchage.
-le matériel Informatique à acquérir dans le cas d'un équipement en enregistreurs CHLOE etOEDIPE consiste en un lecteur (LCM) et un effaceur (ECM) de mémoire EPROM ainsi quedes cartouches EPROM de secours.
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3.3 le rOle de chaque brigade
La brigade a la responsabilité de la gestion des stations de sa région en coordination avec le servicecentral, suivant les quatre types de stations décrits cl dessous la brigade devra effectuer des travauxlégèrement différents
- station avec un système simple lecteur- station avec un système lecteur + enregistreur papier• station avec enregistreur à mémoire magnétique- station avec un système à télétransmission
3.3.1 Système simple lecteur
le rOle de la brigade consiste:
* à contrôler les lectures d'échelles effectuées par "observateur, ce qui suppose à chaquepassage de pointer le cahier de l'observateur après avoir elle-même fait la lecture.
* à effectuer dans la mesure du possible à chaque passage, une mesure de débit surtoutpour les stations ne possèdant pas de courbe d'étalonnage.
* de récupèrer les lectures du ou des mois précédents* éventuellement de niveler
** les PHE (pius hautes eaux)** les échelles pour contrôle des calages
* de réparer la station:** échelles arrachées par la crue** nettoyage des échelles
3.3.2. Système lecteur + enregistreur papier
Le rôle de la brigade consiste:
- à effectuer les même opérations que pour le lecteur simple, à savoir:* contrôler les lectures d'échelles effectuées par l'observateur, ce qui suppose à
chaque passage de pointer le cahier de l'observateur après avoir elle-même fait lalecture.
*effectuer dans la mesure du possible à chaque passage, une mesure de débit surtoutpour les stations ne possèdant pas de courbe d'étalonnage.
* de récupèrer les lectures du ou des mois précédents* éventuellement de niveler
** les PHE** les échelles pour contrÔle des calages
* de réparer la station:** échelles arrachées par la crue** nettoyage des échelles
- à effectuer quelques travaux supplémentaires:* à changer tes feuilles d'enregistrement,ce qui suppose en général une visite
minimum par mois, les appareils ayant en général un mouvement autonome d'unmois: Il est préférable que ce soit les gens de la brigade qui change les feuilles d'enregistrements, ceci permet d'effectuer un contrOle du lecteur .
* de vérifier:** s'il s'agit de Iimnigraphe à flotteur: que le flotteur est toujours en contact avec
l'eau flotteur collé au fond par la boue ou gaine ne recevant plus d'eau** s'il sagit de Iimnigraphe à dépression d'air, que la prise n'est pas ensablée et qu'II
n'y a pas de fuite d'air et changer la bouteille d'air comprimé.
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3.3.3. Système avec enregistreur à mémoire magnétique
En général, ce genre d'appareil possède une autonomie bien supérieure aux précédents: six mols voirun an ou plus; ceci permet d'aller à la station moins souvent; par exemple pour mesurer un débit d'étiageou de crue:
Cependant 1 lors de ce passage Il faut faire:
* comme dans les cas précédant, contrôler le lecteur s'il y en a un* contrÔle de l'état de la station (échelles)* Niveler les PHE* vérifier la bonne marche de l'appareil: nettoyage du capteur, du panneau solaire, et chan
gement du support magnétique (cartouche EPROM)
3.3.4. Plateforme d'aqulsition et de télétransmission de données
Le gros avantage de ce système, est qu'à partir de la base possèdant la station de réception; legestionnaire connait
* l'état du matériel d'enregistrement ( pannes qui sont en général détectables à l'avance)* la hauteur à l'échelle (donc possiblit& de décider de l'opportunité d'un jaugeage)
Les travaux de routines sont identiques à ceux du cas précédent.
3.4 Fond documentaire
Il n'existe actuellement aucun fond documentaire au service hydrologique de la DGRH. Les études'réalisées par différents bureaux d'études ne sont pas référenciés. Le besoin d'organiser une bibliothèque du service hydrologique se fait ressentir. Les ouvrages cités en bibliographie pouraient servir defond documentaire. Les ouvrages ORSTOM peuvent être acquis auprès du servIce de documentationdu centre de BONDY 70-74 route d'AULNAY, 93140 BONDY FRANCE. Une collaboration avec le centrede documentation du CIEH devrait permettre de rattraper le retard dans ce domaine.
CONCLUSION
Les programmes d'études préconisés dans ce rapport sont nombreux et impliquent un budget defonctionnement très important. Ils sont décrits pour servir à l'établissement d'un calandrier que la DGRHdoit établir en fonction des priorités de son ministère de tutelle.
La reffection du réseau de base nous parait être la première priorité, son financement doit être rech~rché
auprès des bailleurs de fonds Internationaux, Les études de bassIns versants représenlalits etexpérimentaux sont à entreprendre dans le cadre de projets d'aménagement qui auraient les capacitésd'assurer un volet financier aux études.
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