Bassin versant de la riviere Luilu:Morphologie,Caracteres physiques et Bilan Hydrologique

1.4.2.1. CALCUL DES PARAMETRES MORPHOLOGIQUES

Après avoir déterminé l'ordre X de divers Thalwegs S pour le Thalweg principal ( NX) de cours d'eau d'ordre (X), la longueur cumulée de tous les cours d'eau (LX).

Ayant des données, nous allons calculer pour tout le bassin les caractères morphologiques suivants :

- Le coefficient de drainage( ou densité hydrographique) : C'est le nombre de canaux d'écoulement (cours d'eau) au kilomètre carré.

N = n /A

n = nombre de canaux d'écoulement,

A = superficie du bassin en Km².

Pour ce bassin, la densité hydrographique vaut : 0,183 Km².

- La densité de drainage : c'est le rapport de la longueur des canaux d'écoulement à la superficie du bassin,c'est-à-dire la longueur totale du cours d'eau d'un bassin divisé par la superficie de celui-ci.

Dd = Lt /A

Lt =longueur totale du cours d'eau

A = Superficie du bassin.

Pour ce bassin Dd vaut 0,5 Km-1 avec A =224Km2 et Lt =112 Km

- Le rapport de confluence / C'est le rapport du nombre de thalwegs d'ordre i sur le thalweg d'ordre i+1 de l'ordre immédiatement supérieur.

Rc = Ni/ Ni+1

Ce bassin a un rapport de confluence de 3,9 ( fig.3).

- le rapport de longueur (Rl)

Est le rapport entre la longueur moyenne (I i+1) d'un segment d'ordre i+1 sur celle Ii d'un segment d'ordre i. Ce bassin a un rapport de longueur de 1,6 ( fig3)

Théoriquement les rapports Rc et Rl expriment simplement que le nombre des Thalwegs d'ordre successivement croissant, dans un bassin, sont en progression géométrique inverse, tandis que les longueurs moyennes, elles, s'ordonnent suivant une progression géométrique directe( José Llamas, 1985)

Le tableau ci-après reprend la détermination des paramètres morphologiques.

i	Ni	Li(Km)	Rc =Ni/Ni+1	Rl = Ti+1/Ti	Li (Km)
1	31	60,8	4,43	1,15	2,0
2	7	16,2	3,5	7,3	2,3
3	2	29,3	2	2,46	14,7
4	1	5,6	-	-	5,6
	Li = 111,9 Km (longueur cumulée des thalwegs.)

1.5. BILAN HYDROLOGIQUE ET DEFICIT D'ECOULEMENT D'UN BASSIN.

Pour un bassin hydrologique déterminé et pour une période de temps également déterminée (une année hydrologique par exemple), on a : D = P - Q ;

D représente l'évapotranspiration totale,

P représente l'ensemble de précipitation totale,

Q représente le ruissellement ou encore l'écoulement du ou des émissaires qui drainent le bassin.

La quantité D, valeur de l'évapotranspiration est aussi désignée sous le nom très significatif de déficit d'écoulement.

Dans la pratique, toutes ces grandeurs ( D, P et Q ),qui représentent, en fait, des volumes d'eau, s'expriment par la hauteur moyenne, correspondant à chacune d'elles, si ces volumes étaient uniformément répartis en lame mince sur toute la surface du bassin de la Luilu.

*la variation des ressources(eaux souterraines) est, en général,

négligeable durant la période considérée (année hydrologique 1977-1996) , soit 1,35977m.

En effet, ce bassin accueille 304.588.480m³ d'eau pluviale en moyenne par an.

En fait, il faudrait aussi tenir compte des précipitations occultes,

Condensations internes et rosées, qui peuvent, dans certains cas, avoir des valeurs importantes mais qui sont très mal connues, difficiles ou impossibles à évaluer, sauf dans les cas expérimentaux, toujours limités dans l'espace, et qui ne peuvent donner lieu qu'à des extrapolations prudentes.

En effet A.COUTAGNE (1934) a déduit,de ses multiples observations et analyses du régime de nombreux bassins ,la possibilité d'exprimer le déficit par la formule :

D = P - P² avec D et P en mètre ( m).

= 1 / 0,8 + 0,14 T

T = température moyenne exprimée en degré celcius ( C° ).

Cette formule serait valable entre les limites : 1 /(8) P 1/ ( 2)

Dans le cadre d'espèce du bassin versant de la Luilu situé dans le degré carré de Kolwezi, la température moyenne est de 20,10°C d'où ;

= 1/ 0,8+ 0,14 (20,10) = 0,27672.

Limites : 0,4517495 P 1.8069981

et la pluviométrie annuelle moyenne pour l'année hydrologique 1977-1996 est de 1359,77 mm soit1,35977 m .

Le déficit d'écoulement D sera :

1,35977 - 0,2767 ( 1,35977)

= 0,848156 m ou 848,156 mm.

En utilisant la formule empirique de COUTAGNE, nous aurons D = P - Q.

Dans le cas de notre bassin nous avons le déficit d'écoulement D =848,156 mm et la pluviométrie annuelle moyenne est de 1359,77 mm.

D'où le ruissellement ou encore les émissaires drainants aura pour valeur

Q = P - D

= 1359,77 - 848,156

=511,614 mm

Cette formule de COUTAGNE a des défauts sur son ensemble parce que lors de son établissement le chercheur a omis l'apport de l'infiltration dans le bilan hydrologique, la formule de J. DUPUIT (1863)

*P = I + R + E emporte notre adhésion. Dans cette formule :

P = pluviométrie annuelle

I = infiltration efficace

R = ruissellement

E = évapotranspiration

Nous savons que d'après l'étude faite en 1975 par J.PLACET « Région de Kolwezi : Monographie hydrologique » le coefficient d'infiltration des eaux pluviales dans la région de Kolwezi est estimé à 20 %.

Sachant que les précipitations annuelles atteignent à Kolwezi 1359,77 mm d'eau, il est possible d'évaluer la quantité d'eau de pluie réalimentant les nappes :

P =1359,77 mm et E = D = 848.156 mm

I = 20 % de P = 271,954 mm

Le volume total d'eau de pluie(V_I) s'infiltrant dans le sous -sol dans ce secteur vaut :

V_I = S_B.I

( S_B: la surface du basin versant et I :l'infiltration)

V_I sera de : 224 .10⁶.0,271954 = 60.917.696 m³

Alors le ruissellement R sera de R = P - I - E

= 1359,77 - 848,156 - 271,954

= 239,66mm.

Le volume total d'eau de pluie ruisselant dans ce bassin équivaut à :

V_R =S_B.R = 224.10⁶.0,23966 =53.683.840m³

(V_R = volume d'eau ruisselant et S_B = surface du bassin versant)

Nous signalons que le déficit d'écoulement moyen annuel est relativement constant pour les bassins étendus ne comportant pas de zones montagneuses.