Structure et fonctionnement d’un système aquifère en zone hyperaride: Application à la haute vallée de la Saoura (Région de Béni -Abbès)

Abstract

RESUME Le système aquifère Mio-Plio-Quaternaire de la région de Béni Abbes constitue une réserve d'eau la plus importante de la haute vallée de la Saoura, contrée soumise à un climat hyperaride. Ce système a été étudié de point de vue géologique, structural, géophysique, hydrodynamique et hydrochimique. De même sa susceptibilité à la pollution. Cette région compte un soubassement du Dévonien inférieur plissé, constitué d'argiles rouges, surmonté par un remplissage Mio-Plio-Quaternaire, constitué de dalle calcaire, de Torba, de graviers, d’argile et de sable. Ce remplissage cumule une épaisseur variable de 30 m à 100 m, marqué par de passages latéraux. Il est fracturé et disloqué par deux systèmes de failles (NW-SE ; NE-SW). Ces terrains abritent des eaux souterraines, formant un système hydrogéologique complexe et interconnecté, compartimenté par l'oued Saoura en oriental et occidental. Il comprend localement : nappe phréatique du grand erg occidentale, nappe de Hamada de Guir, nappe de terrasses-inféro-flux et nappe du Cambro-Ordovicien. ce système aquifère se caractérise d'une Transmissivité de 6.10-4 m²/s à 4.10-2 m²/s et un coefficient d’emmagasinement de 1,3 à 6 %. Sa piézométrie fait ressortir un sens d'écoulement Nord - Sud, et un second E-W, sous un gradient hydraulique de 8.10-2 à 1.10-1 . Sur 40 ans, ce système est resté stationnaire, néanmoins les terrasses alluviales et inféro- flux affichent un rabattement est de 2 m. L’hydrochimie atteste des faciès variables, fonction entre autre de la lithologie de l'aquifère. La nappe du grand erg occidental est de bonne qualité, insensible au changement hydro chimique, occupant un faciès chlorurées sodiques et calciques parfois bicarbonatées calciques. Les eaux de la nappe des terrasses alluviales et inféro-flux présentent une salinité très élevé augmente de l'erg vers l'oued. Les isotopes montrent l’existence d’eaux récentes dans ces zones de recharge. En outre aux zones exutoire dans la Saoura, on peut voir des eaux de plus de 20000 à 40000 ans d’âge ancien. Les cartes de vulnérabilité intrinsèque du système aquifère de Béni-Abbes réalisées à partir des méthodes DRASTIC, GOD et SI révèlent une grande tendance de vulnérabilité moyenne à forte à la pollution. Les principaux résultats de ces travaux ont permis de mieux visionner l'anatomie et le fonctionnement du système aquifère, soulignant que la nappe Mio-plio-quaternaire est dans un état inquiétant, d’où la nécessite d’entreprendre une gestion intégrée des ressources en eau dans cette localité, afin de garantir un développement durable. Mots clés : Béni-Abbès, Saoura, structure, fonctionnement, Mio-plio-quaternaire, hydrogéologie, SIG, Vulnérabilité. ii Abstract The aquifer Mio-Pliocene-Quaternary system in the region of Beni Abbes constitutes the most important water reserve of the upper valley of the Saoura, a region subjected to a hyper-arid climate. This system has been studied from a geological, structural, geophysical, hydrodynamic and hydrochemical point of view. Similarly its susceptibility to pollution. This region counts a pleated lower Devonian base, made of red clay, surmounted by a Mio-Plio-Quaternary filling, made up of limestone slab, from Torba, gravel, clay and sand. This filling combines a variable thickness of 30 m to 100 m, marked by lateral passages. It is fractured and dislocated by two fault systems (NW-SE; NE-SW). These lands are home to groundwater, forming a complex and interconnected hydrogeological system, Compartmentalized by the Saoura wadi in eastern and western sides. It includes locally: water table of the great western erg, water table of Hamada of Guir, water table of infero-flow terraces and Cambro-Ordovician water table. this aquifer system is characterized by a Transmissivity of 6.10-4 m²/s to 4.10-2 m²/s and a storage coefficient of 1.3 to 6%. Its piezometry reveals a flow direction North - South, and a second East-West, under a hydraulic gradient from 8.10-2 to 1.10-1 . Over 40 years, this system has remained stationary; However , alluvial and infero-flow terraces show a drawdown is 2 m. Hydrochemistry attests variable facies, depending among other things on the lithology of the aquifer. The water table of the great western erg is of good quality, insensitive to hydro-chemical change, occupying a sodium and calcium chloride facies sometimes calcium bicarbonate. The groundwater of the alluvial and infero-flow terraces has a very high salinity increases from the erg to the wadi. Isotopes show the existence of recent waters in these recharge areas. In addition to the outlet areas in the Saoura, we can see waters of more than 20,000 to 40,000 years old. The intrinsic vulnerability maps of the Béni-Abbes aquifer system produced using the DRASTIC, GOD and SI methods reveal a great tendency of vulnerability from medium to high pollution. The main results of this work allowed to better view the anatomy and functioning of the aquifer system, stressing that the Mio-plio-quaternary water table in an alarming state , hence the need to undertake an integrated management of water resources in that area, in order to ensure a sustainable development. Keywords: Béni-Abbès, Saoura, structure, functioning, Mio-plio-quaternary, hydrogeology, GIS, Vulnerability. iii الملخص يشكل للجيب المائي الميوبليو كواتيرنار للعرق الكبير الغربي في منطقة بني عباس أهم احتياطي لمحزون للمياه الجوفية لمنطقة وادي الساورة العليا ، وهي منطقة مناخها شديد الجفاف. من خالل هده العمل تمت دراسة نظام طبقات المياه الجوفية ، من الجانب الجيولوجي وجيوفيزيائيا وهيدروديناميكيا وهيدروكيميائيا مكننا دلك من معرفة التركيب الهندسي لنظام الجيب المائي وكدا للتلوث. المنطقة تتكون حيولوجيا من طبقة غير نفودة متمتلة في طبقة الديفونيا السفلي متعرج نسبيا ، متكون من الطين األحمر ، يعلوه مباشرة الميوبليو كواتيرنار ، المتكون من الحجر الجيري والحصى ، الحصى ، الطين والرمل. هذه الفرشة بسماكة متغيرة من 30 م إلى 100 م ، تتميز بنفادية ضعيفة نوعا ما ، وكد نفادية كبيرة من خالل التشققات المحلية والجهورية المتمثلة الجانبية. يتم في نظامين لالنكسارات )SE-NW ؛ SW-NE .)المياه الجوفية في منطقة الدراسة تشكل نظامًا ا ، يقسمه وادي الساورة الى قسمين واحد في الشرق و االخرفي الغرب. وهي تشمل محليًا: فرشة هيدروجيولوجيًا معقدًا ومترابطً المياه الجوفية للعرق الغربي الكبير ، فرشة حمادة دي غير ، فرشة المياه الجوفية للطبقات الحديثة الساورة - - فرشة المياه في -2 10-4 متر مربع / ثانية إلى 10.4 6 -كامبرو-أوردوفيسيا بمنطقة لوقارتة. يتميز نظام الخزان الجوفي بنفاذية تتراوح بين متر مربع / ثانية ومعامل تخزين من 3.1 إلى 6 .٪ اتجاه جريان المياه من الشرق نحو الغرب ، تحت التدرج الهيدروليكي من -2 8.10 إلى- 1 1.10 على مدار 40 عامًا ، ظل هذا النظام المائي ثابتًا ، ولكن على مستوى الجيوب المائية لطبقات الوادي الحديثة أظهرت انخفا ًضا لمنسوب المياه بمقدار 2 متر. انبتت الدراسة الكيمياء المائية على المستوى الزمني وكد التوزيع الجغرافي ، وهي وظيفة من بين أشياء أخرى من التركيبة الجيولوجية للخزان الجوفي. إن منسوب المياه في العرق الغرب الكبير ذات النوعية الجيدة ، وغير معرضة للتغيرات الهيدروكيميائية ، ويحتل كلوريد الصوديوم وسحنات الكالسيوم ، وأحيانًا بيكربونات الكالسيوم العناصر االكثر تواجدا بالمياه. تتميز المياه الجوفية لطبقات الطمي والجريان السفلي للوادي بدرجة ملوحة عالية للغاية ، حيث تزداد باتجاه الوادي . اظهرت دراسة المياه الحوفية بالنظائر لمختلف الجيوب المائية ، وجود مياه حديثة في مناطق التغذية في الشمال العرق الغربي الكبير . باإلضافة إلى مناطق المنافذ الجيب المائي في الساورة ، يمكننا تمييز مياه يزيد عمرها عن 000.20 إلى 000.40 عام. كشفت دراسة هشاشة الجيوب المائية من خالل انجاز خرائط قابلية التأثر بالتلوث لنظام الخزان الجوفي للمياه ببني عباس الذي تم إنتاجه باستخدام عده طرق للدراسة منها: دراستيك و قود واس اي عن اتجاه كبير للتعرض للتلوث من متوسط إلى مرتفع. مكنت النتائج الرئيسية لهذا العمل من الممكن رؤية عمل نظام الخزان الجوفي بشكل أفضل ، مما يبرز أن منسوب المياه الجوفية الميوبليو كواتيرنار في حالة مقلقة ، ومن ثم الحاجة إلى إجراء إدارة متكاملة للموارد في المياه في هذه المنطقة ، من أجل ضمان التنمية المستدامة. الكلمات المفتاحية: بني عباس ، الساورة ، الهيكل ، األداء الميوبليو كواتيرنار - ، الهيدروجيولوجيا ، نظم المعلومات الجغرافية ، ا