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Approche hydrogéologique et hydrochimique des eaux souterraines dans une zone semi aride . Cas de la nappe mio-plio-quaternaire du synclinal de Djelfa (Algérie centrale )

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par Badreddine RAHMANI
Université Larbi Tebessi - Magister 2016
  

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IV.3.2 Carte piézométrique Avril 2015 : (Fig. 23)

Cette carte piézométrique correspond à la période des hautes eaux (figure 29). Elle possède la même morphologie piézométrique que la carte précédente, ce qui traduit le même régime d'écoulement, où la nappe Mio-Plio-Quaternaire est toujours drainée par l'Oued principal Djelfa-Melah.

Figure 23 : Carte piézométrique de la nappe Mio-Plio-Quaternaire du synclinale de Djelfa,

Avril 2015.

IV.3.3 Variation du niveau statique en fonction du temps et des précipitations :

A partir les données recueillies auprès de l'ANRH de Djelfa, nous avons pu établir quatre courbes de variation du niveau statique en fonction du temps et des précipitations moyennes mensuelles depuis Septembre 2001 jusqu'à Avril 2015 pour trois puits ; PMS4, PMA3, PD2 et un piézomètre PZ ANRH.

L'analyse des courbes (Fig. 24) a montré que la variation de niveau statique est en relation avec le rythme de la précipitation, où la remontée du niveau statique se fait grace à l'effet des averses qui

produisent une recharge de la nappe et augmentent le niveau statique, par contre la baisse du niveau statique due à l'effet de l'évaporation compensée par la diminution de la précipitation, néanmoins, la baisse du niveau statique due également sous l'effet de pompage surtout dans les zones agricoles où il y'a une exploitation intensive comme les puits PMA3 et PMS4, le niveau statique de ces puits est en baissement depuis l'année 2009 de 3 m et 1.5 m respectivement, par contre et pour la même période le niveau statique de piézomètre de l'ANRH (PZ ANRH) qui conçus spécialement au contrôle de la variation du niveau statique, la baissement est de l'ordre de 0.5 m.

Temps

Niveau statique (m)

0

4

8 12 16 20

 

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Précipitation moyenne mensuelle (mm)

43

 

Précipitation NS_PMS4 NS_PMA3

Temps

30

Niveau statique (m)

32

34

36

Temps

Précipitation NS_PZ ANRH

38

20

Niveau statique (m)

22

24

26

28

30

Précipitation NS_PD2

0

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Précipitation moyenne mensuelle (mm)

0

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Précipitation moyenne mensuelle (mm)

Figure 24 : Variation du niveau statique en fonction du temps et des précipitations.

44

IV.4 CONDITIONS AUX LIMITES :

A partir les relevés piézométriques et les caractéristiques lithologiques des formations géologiques, on a établi la carte des conditions aux limites de la nappe Moi-Plio-Quaternaire du synclinal de Djelfa (Fig. 25)

La nappe est caractérisée par une limite à flux entrant au niveau de piémont Sud de Dj Senalba et le piémont Nord de Dj Djellal Charqui et Gharbi, qui sont constitué essentiellement d'alternance des calcaires et marnes d'âge Sénonien, où la nappe va bénéficier une source d'alimentation très importante, soit par le ruissellement direct soit par l'infiltration par l'intermédiaire des failles.

A l'extrême Est, la nappe est caractérisée par une limite à flux sortant vers la région de Mouilah, et vers les calcaires du sénonien bordant de la nappe, où les courbes isohypses montrent un axe de drainage qui alimente ces formations. Les courbes isohypses qui sont perpendiculaire aux bordures montrent des limites à flux nul.

Il faut signaler que l'Oued principal Djelfa Mellah draine la nappe Moi-Plio-Quaternaire en période des basses eaux et hautes eaux.

Figure 25 : Carte des conditions aux limites de la nappe Mio-Plio-Quaternaire
du synclinal de Djelfa

45

IV.5 DETERMINATION DES PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES :

Dans le but de déterminer la transmissivité et la perméabilité, nous avons travaillé sur des données brutes des essais de pompage de deux forages. Leur interprétation graphique est basée sur l'expression de l'approximation logarithmique de C.E.Jacob (1950).

S= 0.1H4 I ~ log

2.2J T.K

1Z . L Où :

S: rabattements en (m) ;

T : transmissivité en (m2/s) ;

Q : débit de pompage en (m3/s) ;

s : coefficient d'emmagasinement ;

t : temps écoulé depuis le début du pompage en (secondes) ;

R : distance entre le piézomètre et le forage en (m).

On remarque que l'équation de JACOB est celle d'une droite de la forme : Y= ax + b avec la pente (a) , a = 0,183Q/T , donc la transmissivité ( T ) est estimé comme suit : T= 0.183 Q/ a .

La détermination de la perméabilité a été faite en se basant sur la transmissivité et l'épaisseur de la couche mouillée de l'aquifère, à partir de la formule :

Où :

~

M =

O

K : perméabilité, ( m/s ) .

T : transmissivité, ( m2/s ) .

e : épaisseur mouillée de l'aquifère capté, ( m ) .

IV.5.1 Interprétation des essais de pompage :

> Forage Maalba F5 :

Le forage F5 est situé à 20 Km au Nord-Est de la ville de Djelfa, au niveau de la région de Maalba, ce forage à été réalisé par la direction des ressources en eau (DRE) de la Wilaya de Djelfa. Ses coordonnées sont les suivantes :

X(UTM) : 538,797

Y(UTM) : 3840,021

La réalisation de l'essai de pompage a duré 48H, suivi d'une remontée de 8H. Le débit de pompage était réglé à 10 l/s, l'épaisseur mouillée est de 285 m (Fig. 26a, en annexe).

- La courbe de descente : (Fig. 26)

Une forte baisse de rabattement se fait sentir et qui pourrait traduire le refoulement de l'eau emmagasiné dans le tubage. En suite, on observe des points s'alignant suivant une droite avec une pente très faible (a=0.67m).

La transmissivité s'évalue dans ce cas : T=0,183.10.10-3 / 0.67 T= 2,7.10-3 m2/s

La perméabilité : K= 2,7.10-3 / 285 K= 0,94.10-5 m/s

- La courbe de remontée : (Fig.27)

Le début de la remontée accuse une pente forte qui est semblable à celle de la descente (l'effet de capacité de l'ouvrage), cependant à la fin on trouve une pente très faible (a = 0,7 m), ce qui nous donne une valeur de transmissivité : T= 2,6.10-3 m2/s donc : K= 0,91.10-5 m/s.

Rabattement (m)

45

40

35

30

25

20

15

10

0

5

1 10 100 1000 10000

Temps (t mn )

Figure 26 : Courbe de descente du forage Maalba F5

Rabattement résiduel (m)

30

25

20

15

10

0

5

46

1 10 100 1000 10000

Temps (t+t'/t' mn )

Figure 27 : Courbe de remontée du forage Maalba F5

> Forage 05 Juillet :

Le forage 05 Juillet est situé au Nord au niveau de la ville de Djelfa, ce forage à été réalisé par la direction des ressources en eau (DRE) de la Wilaya de Djelfa. Ses coordonnées sont les suivantes :

X(UTM) : 526,218

Y(UTM) : 3834,293

L'essai de pompage a duré 48H suivi d'une remontée de 24H pour un débit de 05 l/s, l'épaisseur mouillée est de 200 m (Fig. 28a, en annexe).

- La courbe de descente : (Fig. 28)

La descente du niveau d'eau était très rapide, pendant une heure seulement, le rabattement a atteint les 47 m. Ensuite les points représentatifs du niveau d'eau s'alignent brusquement pour former une droite d'une pente très faible. On remarque que la courbe de remontée est plus représentative que celle de la descente pour calculer la transmissivité .

- La courbe de remontée : (Fig. 29)

Le début de la remontée accuse une pente très forte qui est semblable à celle de la descente,

cependant à la fin on trouve une pente faible (a = 7 m) permettant de calculer la transmissivité

comme suit :

T=0,183.5.10-3 / 7

T= 1,31.10-4 m2/s

La perméabilité :

K= 1,31.10-4 / 200

K= 0,66.10-6 m/s

Rabattement (m)

40

70

60

50

30

20

10

0

1 10 100 1000 10000

Temps (t mn)

Figure 28 : Courbe de descente du forage 05 Juillet

Rabattement résiduel (m)

40

60

50

30

20

10

0

47

1 10 100 1000 10000

Temps (t+t'/t' mn )

Figure 29 : Courbe de remontée du forage 05 Juillet

48

IV.6 CONCLUSION :

Après cette étude hydrogéologique de la région d'étude, on tire les conclusions suivantes : - L'allure générale des courbes piézométriques est restée constante lors des 02 campagnes d'observations avec l'existence des cônes de dépression, liés probablement à la surexploitation de la nappe, l'écoulement souterrain se fait, en général, suivant l'axe du synclinal, du Sud-Ouest vers le Nord- Est.

- L'alimentation de la nappe se fait à partir les deux flancs du synclinal (Djebel Senalba au flanc Nord et Djebel Djellal Chergui et Djellal Gharbi au flanc Sud) soit par le ruissellement direct soit par l'infiltration par l'intermédiaire des failles.

- L'évolution du niveau statique est en relation avec le rythme de la précipitation, où la remontée du niveau statique se fait grace à l'effet des averses qui augmentent le niveau statique, par contre la baisse du niveau statique due à l'effet de l'évaporation compensée par la diminution de la précipitation.

- Les exutoires de la nappe sont:

*L'oued principal Djelfa-Mellah qui constitue un important drain (exutoire) de la nappe, en période des basses eaux et hautes eaux.

*L'axe de drainage de direction Ouest-Est, au niveau de la région de Maalba, avec un écoulement vers les calcaires Sénoniennes (l'extrême Est de la région).

*Les forages et les puits, avec des débits différents suivant l'utilisation.

- Les essais de pompages effectués au niveau de l'aquifère nous donnent des valeurs de transmissivité qui varie entre 1,31.10-4 m2/s et 2,6.10-3 m2/s, avec des valeurs de perméabilité varie entre 0,66.10-6 m/s et 0,87.10-5 m/s.

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"Soit réservé sans ostentation pour éviter de t'attirer l'incompréhension haineuse des ignorants"   Pythagore