Fonctionnement hydroclimatique du bassin versant de la rivière Lobo à Nibéhibé : Modélisation de la sédimentation dans la zone de captage pour l’approvisionnement en eau potable de la ville de Daloa (Centre-Ouest de la Côte d’Ivoire).

Abstract

Dans le contexte actuel de la croissance démographique et du changement climatique, la problématique de la gestion des retenues d’eau se pose avec acuité. Cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’amélioration de l’accès à l’eau potable de la ville de Daloa à partir de la retenue d’eau de la rivière Lobo dans un contexte d’anthropisation et de changement climatique. La méthodologie adoptée a consisté d’abord à caractériser la variabilité climatique sur le bassin versant de la rivière Lobo à Nibéhibé à l’aide des indices standardisés des précipitations et de l’évapotranspiration (SPEI). Ensuite, à évaluer les impacts du changement climatique et de l’utilisation des terres sur les apports d’eau au réservoir de la rivière Lobo sous les scénarios climatiques RCP 4.5 et 8.5 à l’aide de trois modèles climatiques régionaux (RC4 ; CCLM4-8-17 et RACMO22T) du projet Cordex-Africa et du modèle hydrologique CEQEAU ont été réalisés. Enfin, le rythme d’envasement et la capacité de piégeage des sédiments de la retenue d’eau de la rivière Lobo ont été réalisés à l’aide de la méthode de la théorie des bassins de décantation et le logiciel MIKE 21 FM/MT. Les résultats de la variabilité climatique ont montré que la sécheresse météorologique étaient plus fréquentes que la sécheresse hydrologique dans le bassin versant de la rivière Lobo à Nibéhibé. Cependant, la sécheresse hydrologique a été plus longue et plus intense que la sécheresse météorologique. Par ailleurs, une reprise à la normale des précipitations et du ruissellement a été observée sur le bassin versant de la rivière Lobo à Nibéhibé. La prise en compte de l’impact du changement climatique et de la dynamique de l’occupation du sol a montré qu’une diminution des surfaces forestières augmente les apports d’eau dans la retenue d’eau de la rivière Lobo en période de crue, ce qui n’est pas toujours le cas durant les périodes d’étiage. Les résultats de la méthode de la théorie des bassins de décantation et le logiciel MIKE 21 FM/MT ont permis de montrer que la capacité de piégeage de la retenue d’eau de la rivière Lobo dépend des apports fluviaux, de la vitesse de chute des matières en suspension et d’un paramètre de forme r qui caractérise l’étendue des valeurs de la vitesse de chute des matières en suspension. Pendant les périodes d’étiage (79,72 % - 99,88 %) on a enregistré une hausse de la capacité de piégeage de la retenue d’eau par rapport à la période des crues (45,37 %- 83,45 %). Les résultats de l’influence du pompage sur l’hydrodynamique de la rivière Lobo ont montré que les niveaux d’eau ne sont pas significativement modifiés par le pompage (moins de 1,3 mm). Aussi, les résultats ont-ils montré que le pompage a un impact visible sur la circulation des matières en suspension dans la retenue d’eau et le dépôt des sédiments au fond, cependant cet impact est de faible amplitude (0,24 mm sur les dépôts). Les résultats des dépôts annuels obtenus avec le logiciel MIKE 21 (40,74 mm/an) évoluent dans le même ordre de grandeur que la méthode de la théorie des bassins de décantation sous l’hypothèse d’une vitesse de chute des matières en suspension distribuée selon la loi Gamma (48,52 mm/an). Ce qui n’est pas toujours vérifié sous l’hypothèse d’une vitesse de chute constante des matières en suspension. Les secteurs de l’ancienne et de la nouvelle prise d’eau restent les zones où on a observé les dépôts les plus importants. L’analyse des besoins et de la disponibilité des ressources en eau de la rivière Lobo a montré que, sur la base des débits moyens mensuels, les besoins hydriques envisagés pour la consommation de la commune de Daloa par la SODECI seront satisfaits à l’horizon 2030 et 2050.

In the current context of population growth and climate change, the issue of water reservoir management is becoming increasingly important. This thesis is part of a project to improve access to drinking water for the city of Daloa from the Lobo River reservoir in a context of increasing pressure and climate change. The methodology adopted consisted firstly in characterising the climatic variability in the Lobo River catchment area at Nibéhibé using standardised rainfall and evapotranspiration indices (SPEI). Secondly, the impacts of climate change and land use on water inflows to the Lobo River reservoir under the RCP 4.5 and 8.5 climate scenarios were assessed using three regional climate models (RC4; CCLM4-8-17 and RACMO22T) from the Cordex-Africa project and the CEQEAU hydrological model. Finally, the siltation rate and sediment trapping capacity of the Lobo River impoundment were carried out using the settling pond theory method and the MIKE 21 FM/MT software. The results of the climatic variability showed that meteorological drought was more frequent than hydrological drought in the Lobo River catchment at Nibéhibé. However, the hydrological drought was longer and more intense than the meteorological drought. On the other hand, a return to normal rainfall and runoff was observed in the Lobo River catchment at Nibéhibé. Considering the impact of climate change and the dynamics of land use, it was found that a decrease in forest areas increases the water input to the Lobo River reservoir during flood periods, which is not always the case during low water periods. The results of the settling basin theory method and the MIKE 21 FM/MT software have shown that the trapping capacity of the Lobo River reservoir depends on the fluvial inputs, the rate of fall of the suspended solids and a shape parameter r that characterises the range of values of the rate of fall of the suspended solids. During low water periods (79.72% - 99.88%) there was an increase in the trapping capacity of the reservoir compared to the flood period (45.37% - 83.45%). The results of the influence of pumping on the hydrodynamics of the Lobo River showed that the water levels are not significantly modified by pumping (less than 1.3 mm). Also, the results showed that pumping has a visible impact on the circulation of suspended solids in the reservoir and the deposition of sediments at the bottom, however this impact is of small magnitude (0.24 mm on deposition). The results of the annual deposits obtained with the MIKE 21 software (40.74 mm/year) evolve in the same order of magnitude as the method of the theory of the decantation basins under the hypothesis of a rate of fall of the suspended solids distributed according to the Gamma law (48.52 mm/year). This is not always verified under the assumption of a constant rate of fall of the suspended solids. The sectors of the old and new water intakes remain the areas where the most important deposits were observed. The analysis of the needs and availability of water resources in the Lobo River showed that, on the basis of averag