The Use of geophysical methods to evaluate soil sediments behind gabion check dams in the dry regions of southern Tunisia.

Mongi Ben Zaied; Nesrine Frifita; Mohamed Ouessar

doi:10.56027/JOASD.152023

Auteurs-es

Mongi Ben Zaied Institut des Régions Arides
Nesrine Frifita
Mohamed Ouessar

DOI :

https://doi.org/10.56027/JOASD.152023

Mots-clés :

soil erosion, tomography, runoff, sediment, topography

Résumé

Cette étude vise à détecter des sédiments au niveau de six ouvrages de recharge en gabions répartis dans les zones amont et aval du bassin versant de la Koutine situé dans une zone aride du sud-est de la Tunisie et caractérisé par une précipitation moyenne annuelle inférieure à 200 mm. La détection des sédiments est basée sur la méthode de Tomographie de Résistivité Electrique (ERT) associée à des mesures topographiques. Une dizaine de lignes étaient disposées, avec 72 électrodes. Les résultats des données de résistivité obtenues lors des mesures sur le terrain ont été inversés dans les structures souterraines à l'aide des techniques d'inversion des moindres carrés. Les résultats indiquent que les sédiments peuvent être identifiés à l'aide d'une méthode de contour ERT. Les résultats obtenus sont calibrés sur la base d'échantillons collectés pour analyse en laboratoire. La précision de la méthode ERT à haute densité était justifiée. La densité augmente avec la profondeur du dépôt sédimentaire. Des méthodes topographiques ont été utilisées pour estimer la surface et le relief des sédiments déposés dans la zone contrôlée par l’ouvrage en gabions. Cette étude fournit une approche basée sur la méthode de tomographie de résistivité électrique à haute densité et une compagne topographique pour estimer le rendement en sédiments au niveau des retenues des ouvrages de recharge sélectionnés. Le dépôt sédimentaire des sols érodés réduit l'efficacité des ouvrages de recharge. Par conséquent, l'amélioration de la perméabilité au niveau des bassins de rétention (par curage du bassin de décantation et création de puits de recharge) est d'une grande importance. Les résultats de l'étude sont utiles aux décideurs pour évaluer les plans existants de conservation des sols et la gestion des ressources en eau, qui peuvent être ajustés davantage en utilisant des options appropriées d'atténuation de l'érosion des sols basées sur des preuves scientifiques.

Références

Aarhus-GeoSoftware (2022). Rapid 2-D Resistivity & IP inversion using the least-squares method Wenner (α,β,γ)), dipole-dipole, inline pole-pole, poledipole, equatorial dipole-dipole, offset pole-dipole, Wenner-Schlumberger, gradient and non-conventional arrays On land, aquatic, cros (October).

Albergel, J., Pepin, Y., Nasri, S. L. A. H., & Boufaroua, M. O. H. A. M. E. D. (2003). Erosion et transport solide dans des petits bassins versants méditerranéens. IAHS PUBLICATION, 373-379.

Ballais, J. (2018). Trois thèses sur les précipitations en Tunisie : Kassab F ., ( 1979 ). - Les très fortes pluies en Tunisie ; Henia L ., ( 1980 ). - Les précipitations pluvieuses dans la Tunisie tellienne ; Bousnina A ., ( 1986 ). - La variabilité des pluies en Tunisie (1979), 75–76.

Bates, B., Kundzewicz, Z., & Wu, S. (2008). Climate change and water. Intergovernmental Panel on Climate Change Secretariat.

Bosch, S. van den, Hessel, R., Ouessar, M., Zerrim, A., & Ritsema, C. J. (2014). Determining the saturated vertical hydraulic conductivity of retention basins in the Oum Zessar watershed, Soutern Tunisia (No. 22). Alterra, Wageningen/Institut des Régions Arides, Tunisia.

DGRE, (Direction Générale des resources en eau). (2018) Annuaire pluviométrique. Ministère de l’Agriculture, Tunis.

Ellouze, M., Azri, C., & Abida, H. (2009). Spatial variability of monthly and annual rainfall data over Southern Tunisia. Atmospheric Research, 93(4), 832-839.

Escadafal, R., Mtimet, A., & Asseline, J. (1986). Etude Expérimentale de la Dynamique Superficielle D’un sol Aride (Bir Lahmar-Sud Tunisien): Résultats des Campagnes de Mesures Sous Pluies Simulées.

Fersi, M. (1985) Etude hydrologique sur Oued Oum Ezzessar à Koutine.

Floret, C. & Pontanier, R. (1982). L’aridité en Tunisie présaharienne : climat, sol, végétation et aménagement - fdi:02461 - Horizon. ORSTOM, Paris. Retrieved December 8, 2020, from https://www.documentation.ird.fr/hor/fdi:02461

Gaddas, F., Stambouli, T. & M.C, D. (2010). Evaluation du risque d’érosion hydrique. Rev. l’INAT 25, 107–119.

Ghorbel, A. & Claude, J. (1982). Mesure de l’envasement dans les retenues de sept barrages en Tunisie: estimation des transports solides.

Huntington, T. G. (2006). Evidence for intensification of the global water cycle: Review and synthesis. Journal of Hydrology, 319(1-4), 83-95.

IRIS. (2012). SYSCAL Junior / R1 + Switch Résistivimètres Multi-électrode à 2 voies pour mesure de Résistivité et PP 33(0), 0–59.

Jebari, S., Berndtsson, R., Bahri, A., & Boufaroua, M. (2008). Exceptional rainfall characteristics related to erosion risk in semiarid Tunisia. The Open Hydrology Journal, 2(1).

Jomaa, S., Barry, D. A., Brovelli, A., Heng, B. C. P., Sander, G. C., Parlange, J. Y., & Rose, C. W. (2012). Rain splash soil erosion estimation in the presence of rock fragments. Catena, 92, 38-48.

Jomaa, S., Barry, D. A., Rode, M., Sander, G. C., & Parlange, J. Y. (2017). Linear scaling of precipitation-driven soil erosion in laboratory flumes. Catena, 152, 285-291.

Kotti, F., Dezileau, L., Mahé, G., Habaieb, H., Bentkaya, M., Dieulin, C., & Amrouni, O. (2018). Etude de l'impact des barrages sur la réduction des transports sédimentaires jusqu'à la mer par approche paléohydrologique dans la basse vallée de la Medjerda. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 377, 67-76.

Labat, D., Goddéris, Y., Probst, J. L., & Guyot, J. L. (2004). Evidence for global runoff increase related to climate warming. Advances in water resources, 27(6), 631-642.

Mohamadi, M. A., & Kavian, A. (2015). Effects of rainfall patterns on runoff and soil erosion in field plots. International soil and water conservation research, 3(4), 273-281.

Mtimet, A. (2001). Soils of Tunisia. Options Méditerr, 34, 243-268.

Nasri, S., Albergel, J., Cudennec, C., & Berndtsson, R. (2004). Hydrological processes in macrocatchment water harvesting in the arid region of Tunisia: the traditional system of tabias/Processus hydrologiques au sein d’un aménagement de collecte des eaux dans la région aride tunisienne: le système traditionnel des tabias. Hydrological Sciences Journal, 49(2).

Ouessar, M., Bruggeman, A., Abdelli, F., Mohtar, R. H., Gabriels, D., & Cornelis, W. M. (2009). Modelling water-harvesting systems in the arid south of Tunisia using SWAT. Hydrology and Earth System Sciences, 13(10), 2003-2021.

Penman, H. L. (1948). Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 193(1032), 120-145.

Turc, L. (1961). Evolution des besoins en eau d’irrigation. évapotranspiration potentielle. Formule climatique simplifiée et mise à jour. Annuaire Agronomie.

Wilm, H. G., Thornthwaite, C. W., Colman, E. A., Cummings, N. W., Croft, A. R., Gisborne, H. T., ... & Taylor, C. A. (1944). Report of the Committee on Transpiration and Evaporation, 1943–44. Eos, Transactions American Geophysical Union, 25(5), 683-693.