1
2
TABLE DES MATIERES
TABLE DES MATIERES - 1 -
LISTE DES ACRONYMES - 4 -
LISTE DE FIGURES - 5 -
LISTE DE TABLEAUX - 7 -
LISTE DE PHOTOS - 8 -
EPIGRAPHE - 9 -
DEDICACE - 10 -
AVANT - PROPOS - 11 -
INTRODUCTION - 12 -
1. PROBLEMATIQUE - 13 -
2. OBJECTIFS DU TRAVAIL - 13 -
3. INTERET DU TRAVAIL - 14 -
4. HYPOTHESES - 14 -
5. METHODOLOGIE DU TRAVAIL - 14 -
6. SUBDIVISION DU TRAVAIL - 15 -
PREMIER CHAPITRE : REVUE DE LA LITTERATURE - 16 -
1.1 LE BASSIN VERSANT - 16 -
1.1.1 Définition du concept - 16 -
1.1.2 Utilité de la notion de bassin versant - 16 -
1.1.3 Caractérisation d'un bassin versant - 17 -
1.2 BREF APERÇU SUR LES TECHNIQUES D'INFORMATION SPATIALE
- 21 -
1.2.1 Définition du SIG - 21 -
1.2.2 Composantes du SIG - 21 -
1.2.3 Télédétection - 21 -
1.2.4 Domaines d'application d'un SIG - 22 -
1.3 L'EROSION HYDRIQUE ET L'EQUATION UNIVERSELLE DE PERTE DES
SOLS REVISEE - 22 -
1.3.1 L'érosion hydrique - 22 -
1.3.2 Equation universelle de perte des sols
révisée - 23 -
DEUXIEME CHAPITRE : PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE - 25 -
2.1 LOCALISATION DU BASSIN VERSANT DE LA RIVIERE FUNA - 25 -
2.2 TYPE DE SOL - 26 -
2.3 VEGETATION - 26 -
2.4 CLIMAT - 27 -
2.4.1 Précipitation - 27 -
2.4.2 Humidité relative - 28 -
2.4.3 Température - 28 -
2.5 RELIEF - 29 -
2.6 PROBLEMES ENVIRONNEMENTAUX CARACTERISTIQUES DU BASSIN DE LA
FUNA - 29 -
2.6.1 La pollution - 29 -
2.6.2 Les inondations et ensablements - 32 -
2.6.3 Les érosions - 33 -
TROISIEME CHAPITRE : MATERIELS ET METHODES - 34 -
3.1 MATERIELS - 34 -
3.1.1 Les Images - 34 -
3.1.2 Les logiciels - 34 -
3.2 METHODES - 34 -
3.2.1 Détermination des propriétés
géomorphometriques et hydrologiques - 34 -
3.2.2 Mesure des débits - 35 -
3.2.3 Détermination de l'occupation des sols - 36 -
3.2.4 Evaluation des pertes en sol - 37 -
QUATRIEME CHAPITRE : PRESENTATION ET DISCUSSION DES RESULTATS -
40 -
4.1 PROPRIETES GEOMETRIQUES - 40 -
4.1.1 Aire et périmètre - 40 -
3 -
4.1.2 Modèle numérique de terrain
|
- 41 -
|
4.1.3 La pente
|
- 42 -
|
4.1.4 Courbe hypsométrique
|
- 45 -
|
4.1.5 La forme
|
- 45 -
|
4.2 PROPRIETES MORPHOMETRIQUES
|
- 46 -
|
4.2.1 Direction des écoulements superficiels
|
- 46 -
|
4.2.2 Ordre des cours d'eau
|
- 47 -
|
4.3 INDICES TOPOGRAPHIQUES
|
- 48 -
|
4.3.1 SPI et STI
|
- 48 -
|
4.3.2 TWI
|
- 50 -
|
4.4 EVALUATION DES DEBITS
|
- 51 -
|
4.4.1 Débits liquides
|
- 51 -
|
4.4.2 Débits solides
|
- 53 -
|
4.5 EVALUATION DE L'OCCUPATION DES SOLS
|
- 54 -
|
4.6 EVALUATION DE LA PERTE EN SOL (par le modèle RUSLE)
|
- 56 -
|
4.6.1 Détermination des différents facteurs
|
- 56 -
|
4.6.2 Quantification de la perte en sol
|
- 60 -
|
4.6.3 Quelques mesures pour une gestion durable du bassin versant
de la Funa
|
- 62 -
|
CONCLUSION
|
- 63 -
|
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
|
- 64 -
|
4 -
LISTE DES ACRONYMES
- BV : Bassin Versant
- CREN-K
|
·
·
|
Centre Régional d?Etudes Nucléaires de Kinshasa
|
- GPS : Global Positionning System
- IGC : Institut Géographique National
- METTELSAT: Météorologie et
Télédétection par Satellite
- MNT
- OSFAC - RUSLE -
SIG
- SPI
- SRTM - STI
: Model Numérique de Terrain
: Observatoire des Forests d?Afrique Centrale
: Revised Universal Soil Loss Equation Système
iMnformation Géographique :
Stream Power Index
:
: Shutel Radar Topographic Mission
: Sediment transport index
- t/ha/an : Tonne par hectare par an
- TWI
- UNIKIN - UTM
- WC
- USLE
: Topographic Witness Index Université de Kinshasa
:
: Universal Translate Mercator Water Close
:
: Universal Soil Loss Equation
5
LISTE DE FIGURES
Figure 1. Vue d'un bassin versant et de ses aménagements -
16 -
Figure 2 : Localisation du bassin versant de la rivière
Funa - 25 -
Figure 3 : Pluviométrie moyenne mensuelle (1987-2009) - 28
-
Figure 4 : Moyenne mensuelle d'Humidité relative
(1987-2009) - 28 -
Figure 5 : Température moyenne mensuelle (1987-2009) - 29
-
Figure 6. Le SIG dans l'évaluation de la perte de Sol - 37
-
Figure 7 : Carte Administrative du bassin versant de la Funa - 40
-
Figure 8 : MNT du bassin versant de la rivière Funa - 42
-
Figure 9 : Carte de pente du bassin versant de la rivière
Funa - 43 -
Figure 10 : Courbe hypsométrique du bassin versant de la
rivière Funa - 45 -
Figure 11: Carte de Forme du bassin versant de la rivière
Funa - 46 -
Figure 12: Carte du sens d'écoulement des eaux du bassin
versant de la rivière Funa - 47 -
Figure 13 : Carte du réseau hydrographique du bassin
versant de la rivière Funa - 48 -
Figure 14 : Carte du pouvoir d'arrachement des particules du
bassin versant de la rivière Funa - 49 -
Figure 15 : Carte de transport de sédiment du bassin
versant de la rivière Funa - 49 -
Figure 17 : Courbe de tarage de la rivière Funa pour la
période allant du 5 novembre 2009 au 11 mars
-
Figure 16 : Carte de l'indice d'humidité du bassin versant
de la rivière Funa - 50 -
- - -
2010
|
- 52
|
Figure 18: Hydrogramme du bassin versant de la rivière
Funa
|
- 52
|
Figure 19: Mesure ponctuelle des débits solides de la
rivière Funa
|
- 53
|
Figure 20 : Courbe de tarage débit liquide-débit
solide
|
- 53
|
Figure 21 : Occupation des sols bassin versant de la Funa 1987
Figure 22 : Occupation des sols bassin versant de la Funa 2003 - 54 -
Figure 23 : Evolution de l'occupation de sols du bassin versant
de la Funa 1987-2003 (%) - 55 -
Figure 24 : Représentation de la valeur de l'indice
d'érosivité des pluies (r) - 56 -
Figure 25 : Représentation des facteurs LS de la RUSLE -
58 -
6 -
Figure 26 : Carte de protection du sol par la couverture
végétale (C)
|
- 59 -
|
Figure 27 : Pratiques antiérosifs du bassin versant de
la Funa
|
- 60 -
|
Figure 28 : Carte de perte de sol du bassin versant de la
rivière Funa
|
- 61 -
|
7 -
LISTE DE TABLEAUX
Tableau 1 : Valeur du facteur C par rapport a la classe
d'occupation du sol. - 39 -
Tableau 2 : Subdivision administrative du bassin versant de
la rivière Funa - 41 -
Tableau 3: Classe de pente par rapport au risque en termes de
perte des sols selon l'IGC - 43 -
Tableau 4 : Débits liquides de la rivière Funa
- 51 -
Tableau 5: Evolution du bassin versant de la Funa 1987-2003
- 55 -
Tableau 6 : Classe texturale du bassin versant de la
rivière Funa - 57 -
8 -
LISTE DE PHOTOS
Photo 1 : Vue de la végétation du bassin de la Funa
Avril 2010
|
- 27 -
|
Photo 2 : Tuyau d'un WC dirigé sur la rivière Funa
(4°19'47,5» S et 15°19'49,7» E)
|
- 30 -
|
Photo 4 : Rejet d'un effluent liquide dans la rivière Funa
(4°19'27,1»S et 15°20'22,9»E)
|
- 31 -
|
Photo 3 : Vidange fosse septique du PNA sur la rivière
Funa (4°19'33,8»S et 15°20'7,0»E)
|
- 31 -
|
Photo 6 : Poubelle publique. Avenue kingabwa, Commune de Makala
(4°21'41,4»S et 15°18'43,4»E) . - 32 -
Photo 5 : Accumulation des déchets plastiques sur le pont
bongolo (4°20'53,3»S et 15°18'57,6»E) - 32 -
Photo 7 : vue des problèmes liés a l'inondation et
ensablement dans le bassin versant de la Funa - 33 -
Photo 8b : Erosion de versant à la source de la
rivière Funa (4,42836°S et 15,30426°E) - 33 -
Photo 8a : Erosion de berge au quartier Funa à Limete
(536347,621 S et 952122,53 E) - 33 -
9 -
EPIGRAPHE
« On ne doit pas regarder comme heureuse et prospère
une
société dont les membres les plus nombreux sont
réduits à la
pauvreté et à la misère »
Adam Smith, XVIIIe Siècle
10
DEDICACE
Je dédie ce modeste travail à ceux qui m'ont permis
un jour d'aller
à l'école...ma mere et mon pere.
Ils m'ont montré le chemin du vrai défi : celui
d'apprendre à lire et
à écrire pour vivre heureux et servir JEHOVAH mon
Dieu
et mes semblables.
AL Aimé MUKENDI
11
AVANT - PROPOS
Le présent travail est le fruit de cinq années
d?études pénibles et laborieuses au sein de la Faculté des
Sciences Agronomiques de l?Université de Kinshasa. Notre labeur n?aurait
été d?aucune utilité sans la grace bienveillante du
très haut, ainsi que le concours de vous tous qui avez d?une
manière ou d?une autre apporté une pierre à notre
battisse. Ainsi, qu?il nous soit permis de nous acquitter de l?agréable
devoir de vous témoigner notre gratitude.
Nos remerciements vont particulièrement au Docteur Jean
NDEMBO LONGO, qui a bien voulu nous prendre sous sa direction, ainsi
qu?à Monsieur Antoine MFUMU KIHUMBA, assistant de recherche au CREN-K
qui a donné de son temps pour nous encadré.
A mes parents Honoré KATAMBA et Véronique
TSHIBAKAYI, qu?ils trouvent dans ce travail l?expression de mon amour et de ma
reconnaissance envers eux, pour tant des sacrifices consentis pour mon
éducation.
Je pense à remercier mes frères, soeurs et
amis(e) que j?affectionne tant : BABI Laurette, Kano TSHILEO, Didier KATAMBA,
Aline NSEYA, François KANIKI, Yvette NGUELA, Jean Marcel ILUNGA, Ben
KALALA, Nancy NTUMBA, Bruno BISIBU, Richard KALALA, Thos MATOLA, Mireille KIPA,
Christian DIASIVI, Ange FARIALA, Ange BANSAMBI et Patricia MBOMBO.
Que tous ceux qui m?ont aidé sur cette terre des
hommes, tous mes amie (s), que je n?ai pas cités, accueillent ce travail
comme une expression de ma reconnaissance.
Al Aim4 tUIcEi/DI
12
INTRODUCTION
L?érosion hydrique est un processus naturel de
dégradation des terres, causé par les pluies, qui se traduit par
le déplacement des terres d?un point surélevé vers un
autre en contre bas.
A la base de ce phénomène l?on trouve bien
souvent une urbanisation incontrôlée des collines qui
déclenche un phénomène généralisé
d?érosion dont les manifestations varient avec la morphologie des sites
et prennent parfois l?allure de véritables catastrophes (CAILLE, 1983).
Il en résulte une destruction de l?environnement, des infrastructures et
ouvrages humains et la pollution des eaux et des sols au niveau du bassin
versant.
La ville de Kinshasa présente pour une large part une
urbanisation incontrôlée. Elle est par ailleurs
caractérisée par des précipitations d?une grande
intensité. En outre, les sols sont constitués d?un épais
manteau sableux d?altération. La conjonction de tous ces facteurs fait
de cette ville le siège d?érosions spectaculaires. Ainsi, le
problème de la perte des sols par ravinement est extrêmement aigu
(LUBUIMI, 2003).
Des multiples approches ont été
développées pour évaluer et quantifier les risques dus
à l?érosion du sol dans le cadre d?une gestion efficace des sols
et des eaux. Parmi ces approches figurent des modèles empiriques de
WISCHMEIER (USLE : Universal Soil Loss Equation) qui évaluent les pertes
en sols sur des parcelles expérimentales, et plus récemment sa
version révisée qui est basée sur le système
d?information géographique.
A titre exemplatif, MAKOKO et MANANGA (1986), dans une
étude préliminaire sur l?érosion dans la ville de Kinshasa
se sont servis du dispositif expérimental de WISCHMEIER pour marquer le
lien entre l?intensité pluvieuse et la quantité des terres
perdue.
RAKOTONDRAOMPIANA et al. (1997) dans le cadre du programme de
recherche sur la modélisation de l'érosion des sols et la
prédiction des risques géologiques associés, ont
utilisé des données de télédétection pour
effectuer des investigations sur la répartition spatiale des
différentes formes d?érosion des hautes terres de Madagascar.
L?évaluation de l?érosion fait donc partie
intégrante du processus de gestion intégrée des ressources
en sol et en eau.
13
1.PROBLEMATIQUE
L?extension de la ville de Kinshasa ne se fait pas selon les
normes urbanistiques, causant ainsi des problèmes d?aménagement.
L?occupation des bassins versants se fait généralement sous la
forme d?espaces nus non viabilisés, sans aucune forme d?assistance et
sans infrastructures d?accompagnements nécessaires. La présence
des désastres provoqués par l?occupation des sites à
risque : « Inondations, ensablement, pollution, érosions et les
glissements des terres » et l?insuffisance des ressources pour une
meilleure gestion urbaine sont fréquentes (ANONYME, 2006).
En effet, le bassin versant de la Funa n?échappe pas
à cette triste réalité. Par suite de la surpopulation,
toutes les terres marginales sont occupées, y compris des zones à
risques notamment des zones inondables et des zones sensibles à
l?érosion.
L?occupation des zones d?altitude sans assistance accroit leur
sensibilité à l?érosion hydrique occasionnant
l?ensablement des rivières et affectant sensiblement le débit de
la rivière Funa et des ses affluents. Par contre, l?occupation des zones
de basse altitude entraine notamment des problèmes d?inondation et de
pollutions fécales des eaux suite à la mauvaise gestion des
eaux.
Ainsi, le constat ressort qu?un aménagement
incontrôlé a des conséquences sur la stabilité des
versants, sur le régime hydrique et sur la qualité de l?eau de la
rivière Funa et des ses affluents (MAKOKO et al., 1986).
2.OBJECTIFS DU TRAVAIL
Ce travail vise à spatialiser les zones potentiellement
érosives et inondables, à décrire le type de pollution
rencontré sur la zone d?étude et à évaluer la perte
de sol sur le bassin de la Funa.
La présente étude se veut de :
o Caractériser le bassin versant de la Funa;
o Etablir des cartes des zones de sensibilité à
l?érosion et aux inondations à l?aide des données
spatiales;
o Evaluer l?occupation des sols;
o Evaluer le risque d?érosion dans le bassin et estimer
son impact sur les ressources en eau ;
o Proposer des pistes de solution pour un aménagement
rationnel en vue de l?utilisation rationnelle, optimale et durable des
terres.
14
3. INTERET DU TRAVAIL
La gestion intégrée des ressources en eau est un
processus qui favorise le développement et la gestion
coordonnés de l?eau, des terres et des ressources
connexes, en vue de maximiser, de manière équitable, le
bien-être économique et social qui en résulte, sans pour
autant compromettre la pérennité d?écosystèmes
vitaux.
Le présent travail y contribue par une approche globale
de l?étude d?un bassin versant et met en relief les différents
aspects de l?étude de ce bassin versant grlce aux outils des
Systèmes d?Informations Géographiques et de la
télédétection.
Il constitue dès lors une contribution à la
gestion des eaux et des versants du bassin de la rivière Funa, en vue de
l?amélioration du mode de vie de ses populations, et un outil de prise
de décisions aux mains des décideurs et gestionnaires des
ressources en eau et d?aménagement foncier.
4. HYPOTHESES
L'hypothèse de base de notre étude est la
suivante :
L?occupation anarchique des zones à risques accroit le
ruissellement au dépend de l?infiltration, d?où la perte des sols
qui a un effet direct sur les ressources en eau du bassin versant.
Par ailleurs, l?utilisation des systèmes d?informations
géographiques aiderait à circonscrire spatialement les
conséquences de cette occupation et fournirait ainsi aux
décideurs des éléments pour une gestion durable et
efficace des ressources en eau.
5. METHODOLOGIE DU TRAVAIL
La méthodologie utilisée est la suivante
:
L?approche documentaire a permis de nous renseigner sur le
concept de bassin versant, sur l?approche système d?informations
géographiques dans l?étude d?un bassin versant ainsi que sur
l?intégration des paramètres de l?Equation Universelle de Pertes
de Sols Révisée dans un SIG.
Les travaux de terrain nous ont permis de mesurer les
débits de la Funa et de ses
affluents.
La prospection du terrain a par ailleurs servi à
circonscrire les problèmes environnementaux majeurs identifiés
sur le terrain et établir leur lien avec les caractéristiques
géométriques, morphométriques et hydrologiques
évalués à l?aide des logiciels.
15
Les images satellites (SRTM, ASTER, LANDSAT et IKONOS), ont
été traitées à l?échelle du bassin avec des
logiciels de cartographie appropriés (ILWIS 3.3, ENVI 4.3 et ARCGIS
9.3).
Enfin, les différents paramètres de
l?équation universelle de pertes en sols ont été
intégrés dans un SIG pour évaluer les risques
d?érosion et quantifier les pertes en sols sur le bassin versant de la
rivière Funa.
6. SUBDIVISION DU TRAVAIL
Outre l'Introduction et la Conclusion, le présent
travail comprend quatre chapitres : Premier chapitre : Revue de la
littérature,
Deuxième chapitre : Présentation de la zone
d?étude, Troisième chapitre : Matériel et
Méthodes,
Quatrième chapitre : Résultats et discussion
16
PREMIER CHAPITRE : REVUE DE LA LITTERATURE
1.1 LE BASSIN VERSANT
1.1.1 Définition du concept
Le terme bassin versant désigne le territoire sur
lequel toutes les eaux de surface s?écoulent vers un mrme point
appelé exutoire du bassin versant (BANTON et BANGOY 1997). Il est
délimité par une ligne de crête, appelée aussi ligne
de partage des eaux, au-delà de laquelle celles-ci sont drainées
vers d?autres milieux aquatiques (POURRIOT et al., 1995).
Chaque bassin versant se subdivise en un certain nombre de
bassins élémentaires qui correspondent à la surface
d?alimentation des affluents se jetant dans le cours d?eau principal.
Figure 1. Vue d'un bassin versant et de ses
aménagements
1.1.2 Utilité de la notion de bassin versant
La connaissance d?un bassin versant est fondamentale dans
toute étude hydrologique et/ou de risque naturel ou de
vulnérabilité de la ressource en eau. Le bassin versant est le
cadre général des études d?hydrauliques urbaines (FURUSHO,
2008).
Les études hydrologiques par approche par bassin
versant présente des avantages en amont et en aval du bassin. En amont
l?approche par bassin versant permet de garantir la qualité d?eau
disponible, développer la ressource énergétique (barrage),
réduire le risque
17
18
d?érosion des pentes, assurer la remontée des
espèces aquatiques (poissons), et en aval lutter efficacement contre la
pollution, garantir les quantités et réduire le risque
d?inondation.
1.1.3 Caractérisation d'un bassin versant
Les caractéristiques d'un bassin versant influencent
fortement sa réponse hydrologique et notamment le régime des
écoulements en période de crue et d'étiage.
Le temps de concentration, qui se définit comme le
maximum de durée nécessaire à une goutte d'eau pour
parcourir le chemin hydrologique entre un point du bassin et son exutoire, est
influencé par diverses caractéristiques (POURRIOT et al., 1995).
Celles-ci concernent prioritairement :
· Propriétés géométriques :
aire et périmètre, forme, pente, courbe hypsométrique,
altitude (MNT) ;
· Propriétés morphométriques : ordre
de drainage, longueur et densité de drainage ;
· Lithologie et pédologie ;
· Couvert végétal ;
· Activités humaines.
Les études géomorphologiques sur le bassin
versant ont pour but de déterminer des caractéristiques
quantitatives qui peuvent être reliées, aux facteurs hydrologiques
et aux données recueillies sur l?érosion et la
sédimentation (NDEMBO, 2008).
1.1.3.1 Propriétés
géométriques
a. Aire et Périmètre
L?aire est la portion du plan délimitée par la
ligne de crete, ou contour du bassin. Elle est exprimée en
Km2. L?aire du bassin versant est une de grandeur intervenant dans
la définition de l'indice de forme du bassin versant d?où sa
pertinence (ROCHE, 1963).
Le périmètre est la longueur,
généralement exprimée en kilomètre, de la ligne de
contour du bassin.
b. Forme
La forme d?un bassin versant influence l'allure de sa
réponse hydrologique à l'exutoire. Sa forme allongée va
induire de faibles débits de pointe de crue. A l'opposé, une
forme curviligne entraînera un fort débit de pointe en
période de hautes eaux.
Il existe plusieurs coefficients pour déterminer la forme
d?un bassin. Cependant, l?indice de compacité de GRAVELIUS est le plus
utilisé.
L?indice de compacité de GRAVELIUS compare le
périmètre du bassin p à celui d?un cercle qui aurait la
méme superficie A que le bassin considéré. L?importance de
cette information est évidente dans le comportement du bassin au point
de vue du ruissellement donc de l?érosion (MAKOKO et al., 1986).
Si A est la surface du bassin en Km2 et P son
périmètre en km, le coefficient Kc
On sait que le cercle est la figure dont la surface est
maximale pour un périmètre donné ou, de façon
duale, la figure dont le périmètre est minimal pour une surface
donnée. On doit donc s'attendre à ce que le
périmètre de tout bassin soit supérieur à celui du
cercle de même surface. Le coefficient de GRAVELIUS sera donc
nécessairement supérieur à l'unité. Il vaut par
exemple environ 1.12 pour un bassin carré, et est d'autant plus grand
que le bassin est allongé (WISLER et al., 1959).
c. Les pentes
La pente est une caractéristique importante qui
renseigne sur la topographie du bassin. Elle est considérée comme
une variable indépendante. Elle donne une bonne indication sur le temps
de parcours du ruissellement direct, donc sur le temps de concentration et elle
influence directement le débit de pointe lors d?une averse (MUSY,
2005).
Elle gouverne la vitesse du ruissellement, qui à son tour
détermine le pouvoir érosif et la capacité de transport de
celui-ci (YOUNG et al, 1996).
d. La courbe hypsométrique
Cette courbe met en relation les altitudes et les surfaces
dans un bassin, sous forme de fréquence de superficies
inférieures à un seuil donné. Dans un contexte
d'évolution géomorphologique, cette courbe permet de se
renseigner sur le niveau de maturité d'un cours d'eau (MUSY, 2005).
Le relief d?un bassin est souvent caractérisé par
la courbe de sa répartition hypsométrique (MAKOKO et al.,
1986).
e. LE MNT (Modèle Numérique de Terrain)
Un MNT, comme son nom l?indique, est une représentation
numérique du terrain en termes d?altitude. Il fournit des renseignements
non seulement sur les formes du relief, mais également sur leur position
et peut être relié à un ou plusieurs systèmes de
coordonnées (RIAZANOFF, 1989).
19
Le MNT permet ainsi de:
· reconstituer une vue en images de synthèse du
terrain,
· déterminer une trajectoire de survol du
terrain,
· calculer des surfaces ou des volumes,
· tracer des profils topographiques.
?une manière générale, il permet de
manipuler de façon quantitative le terrain
étudié.
1.1.3.2 Propriétés
morphométriques
a. Ordre de drainage
On définit habituellement l?ordre d?un cours d?eau
à partir d?une carte topographique (MUSY, 2005). Il y a trois
méthodes pour ces définitions :
· La méthode de STRAHLER,
· La méthode HORTON
· La méthode de GRAVELIUS.
Dans la méthode STRAHLER, les cours d?eau du premier
ordre sont à l?amont. Deux cours d?eau du premier ordre qui confluent
donnent un cours du deuxième ordre. Deux cours d?eau du deuxième
ordre qui confluent donnent un cours d?eau de troisième ordre, et ainsi
de suite. Si un cours d?eau d?un ordre donné rencontre un cours d?eau
d?ordre inférieur, il ne change pas d?ordre.
b. Réseau hydrographique
Le réseau hydrographique se définit comme
l'ensemble des cours d'eau naturels et artificiels, permanents ou temporaires
qui participent à l'écoulement (VINCENT et al., 1995).
L?analyse du comportement hydrologique d?un bassin versant
(système hydrologique) s?effectue le plus souvent par le biais de
l?étude de la réaction hydrologique du bassin face à une
sollicitation (la précipitation). Cette réaction est
mesurée par l?examen de la quantité d?eau qui s?écoule
à l?exutoire du système (VINCENT et al., 1995).
1.1.3.3 La pédologie
Le sol agit sur l?hydrologie d?un cours d?eau tout d?abord de
par sa nature qui influence le développement de la
végétation et la réflexion des rayons solaires, mais aussi
par ses propriétés mécaniques qui régissent sa
perméabilité (MAKOKO et al., 1986).
20
L'analyse des donnees pedologiques du bassin debute par une
etude de la distribution spatiale des sols fondee sur le calcul de la surface
relative, en pourcentage, occupee par chaque serie de sols. La portee de cette
etude se trouve accrue quand on associe repartition des sols et repartition de
la vegetation, de manière à definir des complexes solvegetation
(NDEMBO, 2008).
1.1.3.4 Le Couvert végétal
L?effet principal de la couverture du sol par la vegetation
reside dans le contrôle de l?énergie cinétique des gouttes
de pluies par les parties aeriennes et la reduction du battage de sol avec
toutes les consequences qui en decoulent : maintien de la structure du sol en
surface, meilleure infiltration, donc ruissellement reduit (MAKOKO et al.,
1986).
La vegetation intervient encore par ses racines et comme
source de matières organiques. En effet, d?une part les racines mortes
constituent des canaux favorisant l?infiltration mécanique de l?eau en
augmentant la porosité de l?horizon superieur du sol et, d?autre part,
les racines vivantes renforcent la cohesion des particules de sol et
empêchent ainsi leur entrainement (MAKOKO et al., 1986).
1.1.3.5 Les Activités humaines
Les principales utilisations du territoire (urbanisation,
agriculture, industrie) agissent sur les ressources en eau de differentes
façons.
L?urbanisation augmente la proportion de surfaces
imperméables dans un bassin versant. Par conséquent, pour un
événement de pluie donné, l?urbanisation augmente le
volume d?eau de ruissellement et en diminue le temps de concentration (GANGBAZO
et al., 2000). L?eau de ruissellement contient alors moins de sédiments,
mais plus de métaux à l?état de traces (plomb, cuivre,
zinc), d?huiles et de graisses, de bactéries coliformes et autres
polluants, comparativement à d?autres types d?utilisations du territoire
(BARIL et al.,1997).
S?il est évident que les érosions sont
provoquées par la concentration plus importante des eaux liées
à l?Urbanisation, il est important de détailler que ce
phénomène est amplifié par l?individualisme des habitants
qui par des aménagements intempestifs concentrent les eaux et augmentent
leur parcours (ANONYME, 2000).
La mise en culture d?un sol le rend sensible à
l?érosion car la probabilité s?accroit d?avoir un sol nu lors des
fortes précipitations, cela dépend de la nature de la plante et
des techniques culturales (ROOSE et al., 1993).
21
1.2 BREF APERÇU SUR LES TECHNIQUES D'INFORMATION
SPATIALE
1.2.1 Définition du SIG
Les Systèmes d?Informations Géographiques (SIG)
sont un ensemble de matériel et de logiciels donnant la
possibilité d?intégrer et d?analyser spatialement des
données multi-sources. Ils sont considérés, de ce fait,
comme d?excellents outils de prise de décisions (MELLEROWICZ et al.,
1994).
1.2.2 Composantes du SIG
Un SIG est constitué des 4 composantes majeures
(LUMBUENAMO, 2008):
· Données : c?est la composante la plus importante
des SIG. Les données géographiques peuvent être soit
importées à partir des fichiers, soit saisies par un
opérateur.
· Logiciels : assurent les 5 fonctions suivantes: saisie
des informations géographiques sous forme numérique (Acquisition)
; Gestion de base de données (Archivage) ; Manipulation et interrogation
des données Géographiques (Analyse) ; Mise en forme et
visualisation (Affichage) ; Représentation du monde réel
(Abstraction).
· Ordinateur et accessoires : constitue le
matériel incontournable pour les traitements SIG. Actuellement, le
traitement des données à l'aide des logiciels ne peut se faire
sans l?aide ordinateur.
· Personnel : regroupe à la fois les
opérateurs SIG ainsi que les utilisateurs (gestionnaires et
planificateurs).
1.2.3 Télédétection
Celle-ci se définit comme la science (art) d?obtenir
des informations sur un objet, une surface ou un phénomène par
l?analyse des données obtenues sans contact apparent avec l?objet
observé (LUMBUENAMO, 2008).
Cette discipline scientifique regroupe l?ensemble des
connaissances et des techniques utilisées pour l?observation, l?analyse,
l?interprétation et la gestion de l?environnement à partir
d?images obtenues à l?aide de plates-formes aéroportées,
spatiales, terrestres ou maritimes. La télédétection
suppose l?acquisition d?informations à distance, sans contact direct
avec l?objet détecté (BONN et ROCHON 1992).
Les techniques de SIG et de
télédétection peuvent être intégrées.
Cette interconnexion est actuellement facilitée par les systèmes
informatiques modernes et les logiciels de plus en plus conviviaux.
22
1.2.4 Domaines d'application d'un SIG
En raison même de leur polyvalence, les SIG ne se
prêtent pas à une description exhaustive de leurs applications.
Néanmoins, à titre indicatif, nous citons les quelques
applications les plus courantes que sont :
· L?équipement et l?aménagement du territoire
: des SIG permettent l?établissement de schémas directeurs ou la
gestion des plans d?occupation des sols.
· L?agriculture : la maîtrise des pollutions
agricoles, la prévention des incendies et des inondations.
· L?environnement : les SIG de ce domaine
s?intéressent notamment aux questions de l?eau (SIG des Agences de
l?eau), des déchets et de la pollution ainsi que des espaces naturels
(parcs naturels).
1.3 L'EROSION HYDRIQUE ET L'EQUATION UNIVERSELLE DE
PERTE DES SOLS REVISEE
1.3.1 L'érosion hydrique
L?érosion hydrique des sols résulte de divers
processus que sont le détachement, le transport et la
sédimentation (MAKOKO et al., 1986).
Le détachement de particules se produit à la
surface du sol lorsque, sous l?action des gouttes de pluie, des agrégats
se brisent ou lorsque la force de cisaillement du ruissellement devient
supérieure à la résistance au détachement du sol
(KNAPEN et al., 2007).
Des tous les agents érosifs, l?eau de pluie
s?avère ~tre le plus important. En effet son éclaboussure (effet
splash), en heurtant le sol, détache les particules et les entrainent
à leur suite par ruissellement.
Le phénomène est d?autant plus
accéléré quand le terrain est nu et qu?il se trouve sur
une pente, cette dernière ayant pour effet d?accroitre la vitesse de
ruissellement au dépend de l?infiltration.
Cependant, le développement de la technologie de
l?information, le SIG entre autre, offre de nouvelles pistes de suivi de
l?évolution de l?érosion, notamment par un cheminement GPS ou
encore le traitement des images satellites de haute résolution.
Dans son étude des phénomènes
érosifs, le SIG se sert des données de la
télédétection. Le rapport inter organisationnel et
l?efficacité de ces deux technologies ont été
renforcés par le progrès considérable de l?informatique et
des logiciels.
23
1.3.2 Equation universelle de perte des sols
révisée
L?équation universelle de perte des sols selon
Wischmeier et Smith (1978), de l?anglais Universal Soil Loss Equation (USLE)
ainsi que sa version révisée (RUSLE) constituent les
modèles les plus utilisés à travers le monde pour
l?évaluation et la quantification de l?érosion du sol (El
GAROUANI et al., 2007).
Cette équation prévoit le taux annuel moyen
d?érosion à long terme sur la pente d?un champ, en fonction de la
configuration des pluies, du type de sol, de la topographie, de l?assolement et
des pratiques de gestion des cultures.
Sa version révisée intègre le
système d?information géographique.
Selon ce modèle, l?érosion est une fonction
multiplicative de l?érosivité des pluies (le facteur R) et de la
résistance du milieu, laquelle comprend K (l?érodibilité
du sol), LS (le facteur topographique), C (le couvert végétal et
les pratiques culturales) et P (les pratiques antiérosives).
La formule de USLE est la suivante :
A = R x K x LS x C x P
Avec :
· A = taux d?érosion potentielle (T/ha/an)
· R = facteur d?érosivité (MJ * mm / ha * h *
an)
· K = facteur d?érodibilité (T * ha * h / ha
* MJ * mm)
· L = facteur de longueur de pente
· S = facteur d?inclinaison de pente
· C = facteur de couverture végétale et de
gestion du sol
· P = facteur des pratiques de conservation du sol.
L?utilisation du SIG dans la résolution de USLE
s?établit à deux niveaux. Premièrement, il sert d?outils
de présentation des résultats et secundo il intervient comme
outils d?analyse.
1.3.2.1 Evaluation de R
L?indice d?érosivité est égal à
l'énergie cinétique des pluies, que multiplie l'intensité
maximale des pluies durant 30 minutes exprimée en cm par heure (EL
GAROUANI et al., 2007). Cet indice correspond aux risques érosifs
potentiels dans une région donnée où se manifeste
l'érosion en nappe sur une parcelle nue de 9 % de pente.
1.3.2.2 Evaluation de K
24 -
L?érodibilité d?un sol est fonction des
matières organiques et de la texture des sols, de la
perméabilité et de la structure du profil. Il varie de 0.70 pour
les sols les plus fragiles à 0.01 sur les sols les plus stables. Les
valeurs du facteur K, situées entre 0,22 et 0, 46 montrent une nette
fragilité des sols et leur susceptibilité à
l?érosion (EL GAROUANI et al., 2007).
1.3.2.3 Evaluation des Facteurs topographiques LS
La détermination de la longueur (L) et du degré
de pente (S) pour une utilisation dans des modèles d?érosion se
fondent sur des mesures longues et difficiles sur le terrain et jugées
souvent imprécises.
Avec le développement des SIG, la détermination
du facteur LS, nécessite d?effectuer l?analyse de la carte de pente
donnant la longueur et l?inclinaison en % que les MNT permettent de
générer (HICKEY 2000).
1.3.2.4 Occupation des sols (C)
Le couvert végétal est, après la
topographie, le second facteur le plus important qui contrôle le risque
d?érosion des sols. Dans le modèle RUSLE, l?effet du couvert
végétal est incorporé au facteur d?aménagement du
couvert. Il est défini comme un ratio de la perte en sol sur des
terrains cultivés sous des conditions spécifiques par rapport
à la perte en sol correspondante sur un terrain en jachère
(WISCHMEIER et al., 1978).
La valeur de C dépend principalement du pourcentage de
couverture végétale et de la phase de croissance (KALMAN,
1970).
1.3.2.5 Pratiques antiérosives (P)
Les cultures en courbes de niveau, en bandes alternées
ou en terrasses, les reboisements en banquettes, le buttage et le billonnage
sont les pratiques les plus efficaces de conservation des sols. Les valeurs de
P sont inférieures ou égales à 1. La valeur 1 est
attribuée aux terrains sur lesquels aucune des pratiques ci-hautes
citées n?est utilisée. Les valeurs de P varient selon la pratique
adoptée et aussi selon la pente (EL GAROUANI et al.,2007).
25
DEUXIEME CHAPITRE : PRESENTATION DE LA ZONE D'ETUDE
2.1 LOCALISATION DU BASSIN VERSANT DE LA RIVIERE
FUNA
Situé dans la ville de Kinshasa, le bassin versant de
la Funa est compris entre les longitudes Est 15°15?14,5" et
15°20?59,5" d?une part et d?autre part les latitudes Sud 4°26?51,5"
et 4°19?14,5".
Figure 2 : Localisation du bassin versant de la
rivière Funa
Ce bassin est drainé par la rivière Funa qui
prend sa source au Quartier Kindele dans la commune de Mont Ngafula et se jette
sur le fleuve Congo aux environs du port de Baramoto. Ses affluents principaux
sont les rivières Bumbu, Yolo, Kemi. Le cours inferieur est situé
en terrain plat si bien que le lit de la rivière est entouré des
zones marécageuses (ANONYME, 1971).
Le bassin versant de la Funa est à cheval sur 15
communes de la ville de Kinshasa (Barumbu, Bumbu, Gombe, Kalamu, Kasa-vubu,
Kinshasa, Lemba, Limete, Makala, Matete, Mont-Ngafula, Ngaba, Ngaliema,
Ngiri-Ngiri, Selembao).
26
2.2 TYPE DE SOL
Les caractéristiques des sols du bassin versant de la
Funa sont celles de la Ville-Province de Kinshasa et elles sont
fonction de la structure géomorphologique de l?endroit où
l?on se trouve. Ainsi, elles sont différentes sur le massif du Plateau
des Batéké, sur les collines, dans les plaines ou dans les
marécages.
De manière générale, ces sols sont
essentiellement sablonneux avec quelques éléments particuliers.
Ils ont une faible capacité de rétention d?eau et
présentent par conséquent une utilité marginale pour les
activités agricoles (MAKOKO et MANANGA 1986).
Des récentes études (ANONYME, 2000) ont mis en
évidence les points faibles des sables de Kinshasa, liés
essentiellement à son manque de cohésion et à la
facilité de sa mise en suspension et transport par l?eau. Ces
caractéristiques des sables rendent les sols de la zone
collinaire extr~mement susceptible à l?érosion hydrique
après l?occupation désordonnée et la modification
substantielle des équilibres des facteurs en jeu.
2.3 VEGETATION
Les types des sols de la Ville-Province de Kinshasa
conditionnent les types de végétation qui y poussent et qui sont
constitués en règle générale de savanes
parsemées d?arbustes et entrecoupées de steppes et de galeries
forestières de faibles densité et dimensions (ANONYME, 2000).
La Strate arbustive dont l?importance décroit avec
l?altitude est une forit claire sèche en cours de dégradation
vers la savane aux côtés élevées. Les essences
constitutives sont des genres Syziquim macrocarpus, Hymenocardia
acida, Anona carysophyllas et Strickons pungens
(ANONYME, 1969).
La Strate herbacée est subdivisée d?une part en
Strate herbacée supérieure représentée par les
genres Hyparenia, Sporobolus, Rynchelytrum et
Digitaria et de l?autre en Strate herbacée inférieure,
la plus dense (ANONYME, 1969).
La végétation du bassin versant de la Funa a
évolué avec le temps. L?occupation anarchique du bassin s?est
caractérisée par la disparation de certaines espèces
végétales.
27
Photo 1 : Vue de la végétation du bassin de
la Funa Avril 2010 (A gauche versant de la kemi et à droite versant
monastère)
2.4 CLIMAT
Le climat de la Funa est celui de la Ville-Province de
Kinshasa. D?après KÖPPEN (CAILLE, 1983) ce climat est du type AW4.
Il s?agit donc d?un climat de type tropical, chaud et humide. La saison
pluvieuse va d?octobre à fin mai et la saison sèche courte de
juin à septembre.
Dans le cadre du présent travail, les paramètres
climatiques utiles à la caractérisation du bassin versant de la
Funa ont été obtenus de la base des données
pluviométriques de la Mettelsat Kinshasa.
2.4.1 Precipitation
La moyenne annuelle de la pluviométrie
enregistrée au cours d?une période de 22 ans (1987 #177; 2009)
est de 1553,6 mm. La pluviométrie mensuelle maximale a été
enregistrée au cours du mois de Novembre (294,4 mm) et Juillet est le
mois le plus sec avec 0,4 mm de pluie (figure 3).
28
Figure 3 : Pluviométrie moyenne mensuelle
(1987-2009)
2.4.2 Humidité relative
Le bassin versant de la rivière Funa connaît une
humidité relative importante. La valeur maximale a été
enregistrée au mois de Décembre (87,3%) et la plus faible au mois
de Septembre (78,2%). La Figure 4 montre
l?évolution de l?humidité relative en fonction des
années.
Figure 4 : Moyenne mensuelle d'Humidité
relative (1987-2009)
2.4.3 Température
La valeur maximale de la température moyenne mensuelle
s?élève à 25,7°C. Elle a été
enregistrée au mois de Mars, et Juillet est le mois le plus froid avec
une température moyenne de 22,1°C (figure
5).
29
Figure 5 : Température moyenne mensuelle
(1987-2009)
2.5 RELIEF
Le contexte géomorphologique de la ville de Kinshasa est
caractérisé par deux grandes unités :
- Une plaine au Nord et dont l?altitude est comprise entre 300
et 320 mètres ;
- La région des collines est située au Sud de la
plaine. Son altitude oscille entre 350 et 675 mètres (CAILLIE, 1983).
Le bassin versant de la Funa est localisé en grande
partie dans la région des
collines au Sud de la ville de Kinshasa. Ces régions
à relief accidenté sont plus sensibles à d?intenses
érosions, au ravinement et au glissement de terrain, favorisés
par la pente.
2.6 PROBLEMES ENVIRONNEMENTAUX CARACTERISTIQUES DU
BASSIN DE LA FUNA
Le bassin versant de la Funa est confronté à des
problèmes environnementaux de divers ordres. Dans les lignes qui suivent
nous évoquons trois problèmes environnementaux majeurs auxquels
il est soumis :
· La pollution (des terres et des eaux) ;
· Les inondations ;
· Les érosions (des berges et des versants).
2.6.1 La pollution
La pollution se définit comme toute souillure contribuant
à la détérioration d?un milieu vivant (ANONYME, 1996).
30
A Kinshasa, les problèmes relatifs à la
pollution des eaux et des sols présentent des fortes similitudes d?un
bassin versant à un autre, avec quelques différences dues aux
activités exercées dans les communes qui constituent ces bassins
(ANONYME, 1996).
Ainsi l'approche adoptée dans ce volet relatif à
la pollution sur le bassin versant de la Funa consiste à regrouper les
différents problèmes rencontrés par types de polluants.
2.6.1.1 Pollution fécale
Le problème majeur de pollution des eaux pour le
bassin de la rivière Funa, demeure celui relatif à la pollution
fécale qui résulte de l?élimination des excrétas
par des dispositifs individuels non appropriés, de la dégradation
des réseaux collectifs et du délabrement des infrastructures
d?assainissement (ANONYME, 1996).
Photo 2 : Tuyau d'un WC dirigé sur la
rivière Funa (4°19'47,5» S et 15°19'49,7»
E)
Le programme national d?assainissement (PNA) déverse
au vu et au su de tous et chaque jour de tonne de matières
fécales dans la rivière Funa causant de part cette action une
pollution de l?eau et une contamination de la faune et la flore.
31
Photo 3 : Vidange fosse septique du PNA sur la
rivière Funa (4°19'33,8»S et
15°20'7,0»E)
2.6.1.2 Pollution par les effluents
A la pollution fécale s'ajoute également la
pollution avec les effluents de diverses natures. Les industries situées
au-delà du pont Baramoto (4°19?32,2?? Sud et 15°20?12,3??
Est), l?usine de café carioca, l?usine Mafricom qui fabrique les
emballages plastics pour les produits Kerrygold et la Bracongo ne sont pas
dotées des systèmes de recyclage de leurs effluents (organiques
et plastiques) qu?ils déversent dans la rivière.
L'évaluation qualitative et quantitative de ces
déchets reste jusqu'ici quelque peu difficile à réaliser
à cause de l'absence des statistiques exactes, alors que le
phénomène ne cesse de croitre par la construction de nouveaux
déversoirs.
Photo 4 : Rejet d'un effluent liquide dans la
rivière Funa (4°19'27,1»S et
15°20'22,9»E)
32
2.6.1.3 Pollution des eaux et des sols par des
déchets
Les déchets en plastic posent à ce jour un
véritable problème environnemental de pollution des eaux et des
sols dans le bassin versant de la Funa. En effet, la prolifération du
commerce de vente des eaux en sachets dans toute la ville et le manque d?une
politique de gestion de ce type de déchets constituent des causes de
pollution de premier ordre. Les rivières servent désormais de
dépotoirs. Leur courant s?en trouve ainsi obstrué et les
rivières se forgent naturellement de nouveaux chemins au
détriment des riverains et des infrastructures.
Photo 5 : Accumulation des déchets plastiques
obstruant Photo 6 : Décharge. Avenue kingabwa, Commune de
l'écoulement des eaux sur le pont bongolo
(4°20'53,3»S et Makala (4°21'41,4»S et
15°18'43,4»E) 15°18'57,6»E)
2.6.2 Les inondations et ensablements
Les inondations sont fréquentes dans les communes
situées dans la partie non collinaire du bassin versant de la Funa. En
effet les phénomènes érosifs se déroulant en amont,
ont un impact direct sur les cours d?eau. Le sol arraché sur les
versants en amont et transportés par ruissellement, causent
l?ensablement de lits des rivières et entrainent les inondations en aval
au niveau de bas-fond.
Photo 7 : vue des problèmes liés à
l'inondation et ensablement dans le bassin versant de la Funa
(A gauche maison inondée et abandonnée,
Commune de Makala à 10 mètres de la rivière Funa ; A
droite carrière de sable situé à (4°25'26,5»S
et 15°18'1,4»E), niveau de sable au niveau du palmier 1, 80
mètres)
2.6.3 Les érosions
L?environnement sur le bassin versant de la Funa est
profondément perturbé, et plus particulièrement on assiste
à une perturbation de son fonctionnement hydrologique et de la
stabilité structurale des sols qui se traduisent par des
phénomènes érosifs. Ces phénomènes ont lieu
à la fois sur les versants et sur les berges (Photo 13a érosion
de berge et 13b érosion de versant).
Photo 8a : Erosion de berge au quartier Funa à
Limete (536347,621 S et 952122,53 E)
Photo 8b : Erosion de versant à la source de la
rivière Funa (4,42836°S et 15,30426°E)
34
TROISIEME CHAPITRE : MATERIEL ET METHODES
3.1 MATERIEL
3.1.1 Les Images
L?image SRTM de 30 m de résolution utilisée pour
générer le MNT du bassin versant la rivière Funa, a
été obtenue au Laboratoire de l?OSFAC.
Une image Ikonos de résolution spatiale (1
mètre) couvrant le bassin de la rivière Funa à
été obtenue au Département de Physique de Sols de
d?Hydrologie du Commissariat Général à l?Energie Atomique.
Elle a servit à la numérisation du réseau hydrographique
et des érosions.
Une image Landsat et une Aster de résolution 30
mètres obtenues au Laboratoire de l?OSFAC ont servi à la
classification. Cette dernière image a aussi été
utilisée pour générer les facteurs intervenant dans la
résolution de l?équation universelle de perte des sols.
3.1.2 Les logiciels
ILWIS 3.3 a permis de générer automatiquement
des cartes sur les paramètres morphométriques (gradient de
Pente), hydrologique (direction des écoulements) et les indices
topographiques (SPI, TWI et STI).
Arc GIS 9.3 a été utilisé pour
numériser le réseau hydrographique et évaluer les pertes
en sols.
Envi 4.3 a permis de faire la classification par segmentation,
sur base de laquelle l?occupation du sol a été faite.
TatukGIS est un logiciel de conversion d?unité
géographique. Elle nous a permis de convertir les coordonnées
latitude-longitude en UTM (Universal Transverse Mercator).
3.2 METHODES
3.2.1 Détermination des propriétés
géomorphometriques et hydrologiques
Le MNT à l?échelle du bassin versant de la Funa
a été déduit de l?image SRTM. Cette image a
été traitée à l?échelle du bassin pour
générer les différents paramètres
géomorphometriques et hydrologique caractéristiques du bassin
grâce au module DEMhydroprocessing du logiciel ILWIS.
35
3.2.1.1 Propriétés
géomorphometriques
Les différents paramètres obtenus à partir
du MNT sont :
· Le gradient de pente ;
· L?indice de compacité de Gravelius.
3.2.1.2 Propriétés hydrologiques
Les différents paramètres hydrologiques
determinés sont:
· Direction des écoulements de surface,
· Le réseau de drainage,
· La courbe hypsomètrique
3.2.1.3 Indices d'érosion
Les indices d?érosion sont générés
après extraction du bassin versant et
l?élaboration de la carte des pentes. Ces indices sont
les suivants :
· SPI (Stream power index) : exprime le pouvoir
érosif (arrachement des particules) des écoulements de
surfaces.
· STI (Sediment Transport Index) : indique les zones
susceptibles à l?érosion due aux ruissellements.
· TWI (Topographic Wetness Index). Cet indice
prévoit principalement les zones à risque d?inondations et
accumulation de sédiment.
3.2.2 Mesure des débits
Les mesures des débits de la rivière Funa et de
ses affluents ont été réalisées à
l?aide de la méthode au flotteur. La méthode
consiste à mesurer le temps t mis par le flotteur à parcourir la
distance X d?un tronçon rectiligne et uniforme choisi dans la
rivière.
La vitesse V est calculée par la formule : V
|
|
|
Avec :
· V : vitesse en mètre par séconde
· X : distance en mètre
· t : temps en seconde.
Le débit est le produit de la vitesse par la section
mouillée. Il est donné par l?expression : Q = V x S
36
Avec :
· Q : débit en mètre cube par seconde
· V : vitesse en mètre par seconde
· S : section en mètre carré
Les différentes hauteurs au limnimètre ont permis
de tracer la courbe de tarage en transformant les hauteurs d?eau en
débits.
Les débits solides ont été
évalués grâce aux échantillons
prélevés au niveau de la rivière. Ces échantillons
ont été analysés par méthode gravitaire pour
déterminer la quantité
des matières en suspension.
3.2.3 Détermination de l'occupation des sols
Les cartes d?utilisation et de la couverture des sols du
bassin versant de la rivière Funa ont été
évaluée à partir des images Landsat (1987) et Aster
(2003). Ces image ont subit une classification par segmentation automatique en
utilisant le logiciel Envi 4.3. Cinq classes ont été
définies :
- Végétation arbustive ;
- Champs et marécages ;
- Zone anthropisée;
- Sol nu ;
- Végétation herbeuse.
37
3.2.4 Evaluation des pertes en sol
L'organigramme présenté sur la
figure 6, reprend toutes les données acquises
et décrit de façon succincte comment elles ont été
intégrées dans le SIG pour évaluer des taux de perte en
sol et conduire à une planification de ce dernier.
Données
Pluviométriques
Erosivité des pluies
Effet potentiel sur la perte de sol A= R× K × LS
× C × P Affectation des
terres
Mesure sur terrain
Erodibilité des sols
Pente%, SCI, SPI, TWI, DNE, STI
Longueur et Orientation de pente
Pente %
Image SRTM
MNT
Traitement d?image
Occupation de sol
Pratique Culturale
Image
Mesure de protection
Pente
Figure 6. Le SIG dans l'évaluation de la
perte de Sol
3.2.4.1 Indice d'érosivité des pluies
(R)
L?indice d?érosivité a été
déterminé à partir des données
pluviométriques enregistrées à la station de Binza
Mettelsat sur la période couvrant notre étude soit (1987 ~ 2009)
suivant la relation ci-après :
Avec : = Précipitation mensuelle
38
= Précipitation annuelle
3.2.4.2 Evaluation de K (érodobilité du
sol)
Cet indice a été déterminé suivant
la relation ci après :
Avec :
· M : calculé par la formule : M = (% sable fin
+limon) x (100 #177; % argile)
· a : Pourcentage de matière organique
· b : Code de la perméabilité du sol
· c : Code de la structure du sol
Cette expression tient compte de la structure du sol
déterminée par la granulométrie. Dans sa version
corrigée, et en tenant compte de la fraction grossière qui
explique l?effet de splash, K devient :
Kajusté= K (0,983-0,0189X +
0,0000973X2 )
ou X est la fraction grossière de taille supérieur
à 2mm.
3.2.4.3 Facteur topographique (LS)
Le facteur topographique (LS), dépend à la fois de
la longueur et de l'inclinaison de pentes suivant la relation ci-dessous :
LS= (L/22,13)m.(0,065 + 0,045.S + 0,065.S2)
où
· L est la longueur de pente en m,
· S est l?inclinaison de la pente en %,
· m est un paramètre tel que m = 0,5 si la pente est
> 5%, m = 0,4 si la pente est de 3,5 à 4,5 %, m = 0,3 si la pente est
de 1 à 3 % et m = 0,2 si la pente est < 1%.
NB. Pour la détermination de S, il a été
nécessaire d?effectuer l?analyse de la carte de pente (donnant
l?inclinaison en %) que les MNT ont permis de générer. Chaque
classe de pentes sur l?image est représentée par un nombre
déterminé de pixels. Ainsi, à l?aide de la formule de la
moyenne pondérée, nous avons pu déduire la pente
moyenne.
3.2.4.4 Protection du sol par la couverture
végétale (C)
Une approche par classification sur une image ASTER a
été adoptée pour déterminer les différentes
classes d?occupation des sols. La carte qui en résulte est
utilisée
39
pour déduire le facteur de protection du sol par la
couverture végétale. Des valeurs sont attribuées jà
chaque classe d?occupation du sol suivant sa contribution à la
protection du sol.
Tableau 1 : Valeur du facteur C par rapport
à la classe d'occupation du sol.
Classe d'occupation du sol
|
Facteur C
|
Végétation arbustive
|
5
|
Végétation herbeuse
|
4
|
Champs et marécages
|
3
|
Zones anthropiques
|
2
|
Sol nu
|
1
|
|
3.2.4.5 Protection du sol par les pratiques
antiérosives (P)
Les cultures en courbes de niveau, en bandes alternées
ou en terrasses, les reboisements en banquettes, le buttage et le billonnage
sont les pratiques les plus efficaces de conservation des sols. Les valeurs de
P sont inférieures ou égales à 1. La valeur 1 est
attribuée aux terrains sur lesquels aucune des pratiques citées
n?est utilisée. Les valeurs de P varient selon la pratique
adoptée et aussi selon la pente.
40
QUATRIEME CHAPITRE : PRESENTATION ET DISCUSSION DES
RESULTATS
Ce chapitre présente, les résultats obtenus
à partir du traitement des informations spatiales et de l'analyse des
données de terrain par l'utilisation des logiciels SIG (Ilwis 3.3, Envi
4.3 et Arcgis 9.3). Ces résultats portent sur les paramètres
caractéristiques du bassin versant, la détermination des indices
topographiques, l'évolution de l'occupation des terres et
l'évaluation de la perte de sol.
4.1 PROPRIETES GEOMETRIQUES
4.1.1 Aire et périmètre
Le bassin versant de la Funa occupe une superficie de 69
km2 et un périmètre de 49 Kilomètres. Il couvre
15 communes de la ville de Kinshasa (figure 7).
Figure 7 : Carte Administrative du bassin versant
de la Funa
41
Le tableau n°2 donne la subdivision administrative du
bassin versant de la rivière
Funa.
Tableau 2 : Subdivision administrative du bassin
versant de la rivière Funa
N°
|
Communes
|
Superficie (Km2)
|
Superficie (%)
|
1
|
Barumbu
|
1,609
|
2,31
|
2
|
Bumbu
|
1,898
|
2,78
|
3
|
Gombe
|
0,287
|
0,41
|
4
|
Kalamu
|
5,932
|
8,53
|
5
|
Kasa-Vubu
|
0,863
|
1,24
|
6
|
Kinshasa
|
0,284
|
0,40
|
7
|
Lemba
|
9,332
|
13,42
|
8
|
Limete
|
11,106
|
15,97
|
9
|
Makala
|
5,028
|
7,23
|
10
|
Matete
|
0,001
|
0,0001
|
11
|
Mont-Ngafula
|
12,571
|
18,08
|
12
|
Ngaba
|
2,784
|
4,00
|
13
|
Ngaliema
|
1,143
|
1,64
|
14
|
Ngiri-Ngiri
|
0,626
|
0,90
|
15
|
Selembao
|
15,617
|
22,47
|
TOTAL
|
69,081
|
100
|
|
De ce tableau il ressort que la commune de Selembao, la plus
grande du bassin occupe le cinquième de sa superficie totale et que la
commune de Matete ne représente que 0,0001% de la superficie du bassin
versant de la Funa.
4.1.2 Modèle numérique de terrain
La carte altimétrique du bassin versant de la Funa
appelée MNT est présentée cidessous (figure
8).
42
Figure 8 : MNT du bassin versant de la
rivière Funa
Il ressort de cette carte que les altitudes du bassin versant
de la Funa varient de 255 à 549m. On constate que les altitudes hautes
occupent la plus grande partie du bassin (Sud et Sud Ouest) et que les basses
altitudes se retrouvent dans la partie Nord.
4.1.3 La pente
La carte de pente du bassin versant de la Funa
représentée sur la figure 9, donne la
topographie générale du bassin. Sa lecture nous renseigne que
67,7% du bassin versant de la rivière Funa est occupé par des
faibles pentes (0-9,5%). Ce qui présente pour cette partie des risques
quasi nuls en termes de perte en sol par ravinement. Les pentes les plus raides
(=38) représentent 1% de la superficie totale du bassin et sont toutes
localisées sur la partie Sud du bassin versant.
Les pentes les plus raides sont essentiellement
localisées au niveau des sources des principales rivières qui
constituent le réseau hydrographique du bassin versant de la Funa.
43
Sur le terrain ces régions sont
caractérisées par des phénomènes érosifs
importants vu la nature des sols et le type d?aménagement qu?on y
trouve.
Figure 9 : Carte de pente du bassin versant de la
rivière Funa
Le tableau ci-contre donne le pourcentage des pentes par
superficie occupée dans le bassin versant et le risque potentiel en
perte de sol selon la classification de l?IGC (FLOURIOT, 1974).
Tableau 3: Classe de pente par rapport au risque
en termes de perte des sols selon l'IGC
Classe des pentes
|
Superficie (m2)
|
Superficie (%)
|
Risque à l'érosion
|
(%)
|
|
|
|
0-9%
|
45635400
|
65,97
|
Nul
|
9,1-19,0%
|
16911900
|
24,45
|
Faible
|
19,1-28,5%
|
4848300
|
7,00
|
Modéré
|
28,6-38
|
1076400
|
1,55
|
Fort
|
à 38%
|
696600
|
1,00
|
Très fort
|
|
44
45
4.1.4 Courbe hypsométrique
Au vue de la figure 10, il ressort
que 40% de la superficie totale du bassin versant de la rivière Funa est
comprise entre 255 et 300 mètres d?altitude. Cette zone de basse
altitude ne présente pas un gradient de pente élevée et
s?avère 1tre une zone d?accumulation des sédiments venus de
l?amont.
Sur le plan environnemental cette zone se traduit par des
fortes crues et par des inondations fréquentes lors des
événements pluvieux, même de faible importance, en termes
de millimètres de pluies tombés.
Enfin intervient la zone de haute altitude du bassin (300-550
mètres d?altitude). Cette partie du bassin versant de la Funa occupe 60%
de sa superficie totale.
Figure 10 : Courbe hypsométrique du bassin
versant de la rivière Funa
4.1.5 La forme
L?indice de compacité de GRAVELIUS utilisé pour
définir la forme du bassin versant de la Funa représenté
sur la figure 11.
46
Figure 11: Carte de Forme du bassin versant de la
rivière Funa
Il résulte de cette carte que les indices de
compacité du bassin versant de la Funa sont compris entre 1,3 et 5,3.
Cette intervalle de valeur fait que ce bassin est globalement de forme
allongée parce que d?indice supérieur jà 1,12. Les indices
faibles occupent essentiellement le Nord et le sud-est du bassin qui
correspondent aux régions de basse altitude. Tandis que les indices
élevés occupent le reste du bassin correspondant aux zones
collinaires à forte susceptibilité à l?érosion.
4.2 PROPRIETES MORPHOMETRIQUES
4.2.1 Direction des écoulements superficiels
Les eaux sur le bassin versant de la Funa s?écoulent en
général vers le Nord et le Nord-est du bassin (figure
12). Cela correspond à la localisation de l?exutoire.
Figure 12: Carte du sens d'écoulement des
eaux du bassin versant de la rivière Funa
4.2.2 Ordre des cours d'eau
La carte ci contre présente le réseau
hydrographique du bassin versant de la rivière Funa. A la lecture de
cette carte figure 13, on remarque que le
réseau hydrographique de la rivière Funa est de type arborescent
ou dendritique avec 5 affluents dont le plus important en termes de
débit est la Bumbu.
Selon la classification de Strahler, il ressort que la
présente rivière est d?ordre
quatre.
- 48 -
Figure 13 : Carte du réseau hydrographique
du bassin versant de la rivière Funa
4.3 INDICES TOPOGRAPHIQUES
4.3.1 SPI et STI
L?indice SPI (Stream power index), exprime le pouvoir
érosif (arrachement des particules) des écoulements de surfaces.
Il exprime la susceptibilité d?un terrain à être
érodé par les eaux de ruissellement. La figure
14 montre une grande variabilité des indices du pouvoir
érosif des eaux de ruissellement sur le bassin versant de la Funa.
Les plus grandes valeurs de SPI sont comprises entre 152,67
et 61,07 et se concentrent sur les parties Sud-ouest et Sud-est du bassin
versant. Ces régions du bassin sont des régions collinaires, ceci
corrobore donc les résultats de la figure 9 (pente) puisque cette
dernière accélère les vitesses de ruissellement des eaux
et facilite ainsi l?arrachement des particules.
49
L?indice STI (Sediment Transport Index), exprime l?effet de la
pente sur la perte en sol. L?expression de STI indique les zones à
fortes probabilités érosives dues aux ruissellements.
Les valeurs de STI révélant une tendance
très forte à l?érosion sont comprises dans notre cas entre
11,07 et 27,68. Ces zones (figure 15) sont
localisées sur la partie Sud du bassin versant, dans les zones
collinaires. Cette tendance se confirme par le fait que cette zone
présente de forte pente.
Les cartes ci-dessous révèlent que le bassin
versant présente des zones susceptibles aux érosions,
localisées notamment dans la partie Sud du bassin. Il s?agit
essentiellement des communes de Ngaliema, de Bumbu, de Lemba et de Selembao.
Figure 14 : Carte du pouvoir d'arrachement des
Figure 15 : Carte de transport de sédiment du
particules du bassin versant de la rivière
Funa bassin versant de la rivière Funa
Sur le plan environnemental cette situation se traduit par des
érosions au niveau des versants et des berges le long du réseau
hydrographique de la Funa.
50
4.3.2 TWI
La zone d?accumulation des eaux est
caractérisée par l?indice TWI (Topographic Wetness Index). Get
indice prévoit principalement le domaine des inondations et de
l'accumulation de sédiment.
TWI varie entre 4,9400 et 16,1700 (figure
16). Les hautes valeurs de TWI sont plus localisées dans
les zones Nord-est. Ges zones correspondent aux zones de plaine.
Figure 16 : Carte de lindice d'humidité du
bassin versant de la rivière Funa
Sur le plan environnemental, le taux élevé de
cet indice sur la moitié Nord du bassin reflète que cette zone
est prédisposée à des inondations lors des
événements pluvieux. Ges inondations entrainent l?accumulation
des sédiments arrachées en amont (zone d?altitude) sur les zones
de basse altitude avec faibles pentes. Gette accumulation
surélève le lit de la rivière et le prédispose
à l?expension des eaux des rivières lors des pluies même de
faible intensité.
51
4.4 EVALUATION DES DEBITS
4.4.1 Débits liquides
Le débit d?une rivière est caractéristique
des événements qui ses déroulent sur tout ses versants.
Le tableau ci-dessous présente les différentes
valeurs de débit liquide mesurées lors de la campagne du 5
novembre 2009 au 11 mars 2010.
Tableau 4 : Débits liquides de la
rivière Funa
Sites
|
Coordonnées géographiques
|
Débits liquides (m3/S)
|
|
Latitudes °
|
Longitudes °
|
|
357
|
4,446
|
15,237
|
0.0252
|
Source 2
|
324
|
4,421
|
15,296
|
0.2817
|
Kemi
|
310
|
4,396
|
15,307
|
0.2769
|
IBN
|
298
|
4,375
|
15,309
|
0.0582
|
Bumbu
|
285
|
4,36
|
15,312
|
0.8351
|
Martyr
|
274
|
4,332
|
15,321
|
0.1014
|
Yolo
|
275
|
4,325
|
15,335
|
0.7899
|
Exutoire
|
266
|
4,322
|
15,343
|
2.9251
|
|
De ces débits il ressort que la Bumbu est l?affluent
le plus important de la rivière Funa avec un débit de 0.835 m3/S,
tandis que IBN apporte la plus petite quantité en termes de
débit.
Il a été possible à partir des hauteurs
d?eau prélevées sur le limnimétre placé sur une
section de 15×10 mètres à l?exutoire de la rivière
Funa de tracer la courbe de tarage de la Funa pour la période allant du
5 Novembre 2009 au 11 Mars 2010.
Une courbe de tarage permet, par simple lecture d'un niveau
d'eau sur une échelle limnimétrique d'estimer le débit
d'un cours d'eau à un instant donné.
Une série de campagnes de mesures y compris après
des événements pluvieux ont été faites dans le but
d?avoir une variabilité hydrologique pour des hauteurs d?eau
différentes.
Le graphique ci-dessous (figure 17)
donne le tarage de la rivière Funa durant la période de
prélèvement.
52
Figure 17 : Courbe de tarage de la rivière
Funa pour la période allant du 5 novembre 2009 au 11 mars
2010
Cette courbe, s?adapte le mieux à une équation
de forme exponentielle soit Y = 1,717x2+ 1,276x-0,027 avec un
coefficient de détermination (R2) du débit en fonction
de la hauteur limnimétrique de 0,968. Cette équation explique
donc jusqu?à 96,8 % la variation totale du débit.
Cette courbe a été tracée pour des
valeurs des hauteurs limites comprises dans l?intervalle de 67 cm et 135 cm et
par conséquent, elle n?est peut être considérée
comme définitive. Il importe donc de compléter les jaugeages
à des hauteurs limnimétriques en dehors de l?intervalle
investigué.
Ci-dessous est repris l?hydrogramme de la rivière Funa
(figure 18).
Figure 18: Hydrogramme du bassin versant de la
rivière Funa
53
La lecture de la figure 18 nous
renseigne que pour la période allant du 14 octobre 2009 au 23 mars 2010,
les hauteurs et les débits correspondant sont intimement liés
puisqu?ils varient dans le même sens.
4.4.2 Débits solides
Les différentes mesures de débit solide
calculées correspondant aux particules des terres arrachées par
les précipitations et charriées par les rivières sont
présentées sur le graphique ci-dessous (figure
19).
Figure 19: Mesure ponctuelle des débits
solides de la rivière Funa
La lecture de ce graphique nous renseigne que les apports de
débit solide de la rivière Funa les plus considérables
proviennent de trois principaux affluents de la rivière Funa dans
l?ordre suivant : la Bumbu, la Yolo et la Kémi.
Les valeurs des débits liquides et solides nous
permettent de tracer la courbe de tarage débit liquide, débit
solide (figure 20).
Figure 20 : Courbe de tarage débit
liquide-débit solide
54
La figure 20 montre une courbe de tendance avec un coefficient
de détermination R2 de 0,991. Ceci explique jusqu?à
99,1% la variation du débit solide en fonction du débit
liquide.
4.5 EVALUATION DE L'OCCUPATION DES SOLS
L?évaluation spatio-temporelle de l?occupation des
sols du bassin versant de la Funa entre 1987 et 2003 a été faite
à partir d?une image Landsat de la zone d?étude (1987)
(figure 21) et d?une image Aster (2003)
(figure 22). Cinq classes d?occupation ont
été déterminées et la superficie couverte par les
différentes classes a été évaluée.
Figure 21 : Occupation des sols bassin versant de
la Funa 1987 Figure 22 : Occupation des sols bassin versant de la Funa
2003
Au vu du graphique ci-dessous (figure
23), nous pouvons nous rendre compte de la manière dont
l?occupation et l?utilisation du sol ont évolué entre 1987 et
2003.
55
Figure 23 : Evolution de l'occupation de sols du
bassin versant de la Funa 1987-2003 (%)
Il ressort de cette classification que le bassin versant de
la rivière Funa est fortement anthropisé (61%). Ce qui prouve que
ce bassin a subi une forte déforestation ; cette perte de couvert
végétal est la principale cause des érosions
rencontrées dans le Sud Est et des ensablements dans le Nord.
Le tableau 5 présente ci-dessous, l?évaluation
chiffrée de l?évolution de l?occupation du bassin versant de la
Funa entre 1987 et 2003.
En 1987, les zones anthropisées occupaient 27,07
Km2 soit 39% de la superficie totale du bassin tandis que la
végétation arbustive occupait 12,6 Km2 soit 17 %.
En 2003, la superficie des zones anthropisées est
passée à 32,26 Km2, soit 47% de la superficie du
bassin et celle de la végétation arbustive de 9,24
Km2, soit 13% de la superficie totale. Il ressort de ce constat que
le bassin s?est fortement anthropisé, particulièrement autour des
zones d?altitudes.
Tableau 5: Evolution du bassin versant de la Funa
1987-2003
Classe d'occupation
|
Année
|
Evolution (%)
|
|
2003
|
|
Superficie (%)
|
Superficie (Km2)
|
Superficie (%)
|
|
12,06
|
17
|
9,24
|
13
|
-4
|
Végétation herbeuse
|
6,19
|
9
|
3,6
|
5
|
-4
|
Champs et marécage
|
4,743
|
7
|
7,47
|
11
|
4
|
Sol nu
|
19,47
|
28
|
16,98
|
24
|
-4
|
Zone anthropisée
|
27,07
|
39
|
32,26
|
47
|
8
|
|
56
4.6 EVALUATION DE LA PERTE EN SOL (par le modèle
RUSLE)
4.6.1 Détermination des différents
facteurs
4.6.1.1 L'indice d'érosivité des pluies
(R)
Le graphique ci-après (figure
24) presente les valeurs d'erosivite de pluie, necessaire pour
prevoir l'erosion hydrique dans le bassin versant de la rivière Funa. Ce
graphique nous montre que les valeurs de l?érosivité des pluies
présentent un minimum de 170 (en 1991) et un maximum de 305 (en 2001) et
ce graphique denote une variation non regulière, preuve que ce facteur
est entièrement dependant de la donnee de pluviometrie.
Figure 24 : Représentation de la valeur de
l'indice d'érosivité des pluies (r)
Ces valeurs de R ont ete obtenues à partir des donnees
pluviometriques mensuelles recoltees sur une periode de vingt deux ans
(1987-2009).
La valeur de R à integrer dans l?équation
universelle de perte de sol sera la moyenne des R. R est donc egal à
220.
57
4.6.1.2 Le facteur K
L?analyse granulométrique des sols du bassin versant de
la rivière Funa nous renseigne de la présence de trois classes
texturales.
Tableau 6 : Classe texturale du bassin versant de
la rivière Funa
|
|
Sable
|
|
Limon
|
Très fin
|
Fin
|
moyen
|
Grossier
|
Très grossier
|
Diamètre des particules
|
0-2ì
|
2-50ì
|
50-125ì
|
125-250ì
|
250-500ì
|
500-1000ì
|
1000-2000ì
|
SN
|
3,07
|
1,47
|
20,02
|
40,2
|
39,89
|
1,35
|
0
|
SVH
|
3,73
|
1,42
|
23,67
|
43,69
|
25,76
|
0,73
|
0
|
SB
|
5,43
|
1,51
|
19,62
|
36,63
|
34,96
|
1,85
|
0
|
Moyenne
|
4,07
|
1,46
|
21,10
|
40,50
|
31,53
|
1,31
|
0
|
|
K
|
0,26
|
|
|
0,25
|
|
(Source : Labo physol/CREN-K, 2005)
4.6.1.3 Le facteur LS
La carte ci-dessous (figure25)
présente la répartition spatiale des effets de la topographie sur
les pertes en sol dans le bassin versant de la Funa.
- 58 -
Figure 25 : Représentation des facteurs LS
de la RUSLE
La carte de facteur topographique (LS) ci-dessus
révèle que ces valeurs sont comprises dans la plus grande partie
du bassin entre zéro et 37. Des valeurs supérieures à 37
sont localisées dans des zones idéntifiées susceptibles
à l?érosion.
4.6.1.4 Le facteur C
La répartition spatiale de l?occupation du sol du
bassin versant de la rivière Funa présentée sur la carte
ci-dessous (figure 26), a été
déduite de la carte d?occupation du bassin versant de la Funa de
l?année 2003.
59
Figure 26 : Carte de protection du sol par la
couverture végétale (C)
La carte de l?occupation du sol ci-dessus présente
cinq classes identifiées sur le bassin versant de la Funa avec leurs
facteurs correspondants à savoir : Sol nu (1), Zones anthropisées
(2), Marécages et Champs (3), Végétation herbeuse (4) et
Végétation arbustive (5).
4.6.1.5 Le facteur P
La répartition spatiale des pratiques antiérosives
sur le bassin versant de la rivière Funa est présentée sur
la carte ci-dessous (figure 27).
60
Figure 27 : Pratiques antiérosifs du bassin versant
de la Funa
4.6.2 Quantification de la perte en sol
Le taux de perte en sol (t.ha-1.an-1) au niveau du bassin
versant de la rivière Funa est représenté sur la carte
ci-contre (figure 28).
61
Figure 28 : Carte de perte de sol du bassin versant
de la rivière Funa
La multiplication des principaux facteurs intervenant dans
l?érosion hydrique des sols ( C, P, LS, K et R) ont permis d?obtenir la
carte des pertes en sols du bassin versant de la Funa.
La classification admise par la RUSLE suppose qu?en moyenne,
les sols peuvent tolérer des pertes allant jusqu'à 7,41 t/ha/an
tout en permettant un niveau élevé de production agricole.
Au-delà de 20 t/ha/an, la perte est forte et les sols sont très
dégradés ce qui peut nuire à la production. (EL GAROUANI,
2007).
Ainsi, il ressort que sur le bassin versant de la Funa, les
pertes les plus importantes s?élevent à 108 t/ha/an. Ce taux
élevé des pertes en sol correspondant aux zones d?altitudes ont
pour conséquence les graves problèmes environnementaux
rencontrés dans ce bassin notamment :
· Plus d?une centaine d?érosions sur la site de
l?Université de Kinshasa;
· L?ensamblement de la valée maraichère de la
Bumbu ;
·
62
Des fréquentes inondations d ans les communes
situées sur les zones de faible altitude (Ngiri-Ngiri, Kalamu, Limete,
Kasa-vubu, Ngaba, Makala, Kinshasa, Barumbu, Matete et Gombe).
En outre les indices topographiques du bassin versant de la
rivière Funa rélevés ci haut confirment la
susceptibilité érosive des zones collinnaires. Ces zones
correspondent aux communes de : Ngaliema, Mont-Ngafula, Lemba, Bumbu et
Selembao.
Par ailleurs ces communes sont caractérisées par
une forte pression démographique et des fortes pentes.
4.6.3 Quelques mesures pour une gestion durable du bassin
versant de la Funa
Pour une gestion durable du bassin versant de la Funa, dans le
cadre de Gestion Intégrée des Ressources en Eaux, les pistes de
solution suivantes peuvent être suivies:
· La mise en place des techniques antiérosives
consistant à la restauration aux sommets des collines d?une couverture
végétale adaptée pour réduire le ruissellement et
favoriser l?infiltration des eaux.
· La construction des canaux d?évacuation d?eau
;
· La construction des habitations suivant les courbes de
niveau et en gradins ;
·
;
La plantation des gazons dans des parcelles afin de
contrôler l?érosion locale et faciliter l?infiltration et la
percolation des eaux
· L?érection des bacs de rétention de toutes
les eaux qui seront canalisées vers les exutoires appropriés.
· La mise en place des pratiques culturales
antiérosives dans le milieu d?exploitation agricole
particulièrement les cultures selon les courbes de niveau , le
billonnage des cultures.
63
64
65
66
CONCLUSION
Les objectifs specifiques de ce travail etaient de
caracteriser le bassin versant de la Funa, de spatialiser les zones
potentiellement erosives et inondables, de decrire le type de pollution
rencontree sur la zone d?étude et d?évaluer la perte de sol sur
le bassin de la Funa.
Le système d?information géographique s?est
avere fondamentale pour caracteriser le bassin versant et pour évaluer
l?état de la degradation des sols du bassin versant de la Funa. Il a
offert la possibilité d?identifier, de localiser et de classifier les
grands ensembles d?occupation et d?utilisation du sol.
La présentation de la zone d?étude a mis en
exergue les differents types de pollutions rencontres dans le bassin versant de
la Funa et servira de base à des etudes anterieures sur la nature de ces
polluants.
L?évolution de l?occupation de sol a permis de mettre en
évidence l?état de l?occupation anarchique des zones à
risques.
L?évaluation des pertes en sol a permis de mettre en
evidence une classification des surfaces du bassin versant de la rivière
Funa en fonction de l?importance de risque à l?érosion. La
cartographie des risques, en particulier celle des surfaces de plus forts taux
de perte de sol, facilitera les décisions d?interventions ainsi que le
choix et la planification des mesures de conservation.
Il est aussi apparu au cours de notre etude que les periodes
de grande erosivite correspondent aux annees dont la pluviometrie depasse la
moyenne annuelle de la region dans cette zone d?étude
caractérisée par de fortes pentes.
Il apparait donc, à la lumière de ces resultats,
qu?on peut suggerer certaines recommandations et propositions qui peuvent
améliorer la qualité de drainage et d?infiltration des
differentes unites du bassin versant de la rivière Funa et, par
consequent, diminuer le ruissellement et la perte de sol :
- Encourager la population à la culture en courbe des
niveaux surtout sur les versants de forte pente, qui offre la possibilite de
stabiliser les sols ;
- Sensibiliser la population maraîchère contre
certaines méthodes d?exploitation inadequates (labour dans le sens de la
pente) ;
- Exhorter les habitants des grandes cites à une bonne
gestion de leur eau, en preconisant l?engazonement des parcelles et la gestion
des eaux de ruissellement.
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANONYME., 1969. Techniques rurales en Afrique : Conservation des
sols au Sud du Sahara, p. 2, 5. Secrétariat aux affaires
Etrangères (France) 211 p.
ANONYME., 1971. SCET COOPERATION.-Rectification de la Funa. Ville
de Kinshasa. Dossier confidentiel.
ANONYME., 1996. Plan national daction
environnemental. Etat actuel de l?environnement au Zaïre. Ministère
de l?environnement, Conservation de la Nature et Tourisme. Septembre, 1996
ANONYME., 2000. PNUD/CNUEH.-Travaux de lutte antiérosive
dans la ville de Kinshasa. Synthèse de l?étude technique.
ANONYME., 2006. Ministère du Plan. DSCRP-RD Congo 2006 120
pages.
BANTON, O. et L.M. BANGOY (1997). Hydrogéologie, Presses
de l?Université du Québec, Québec, Canada. 460 p.
BARIL, P. et J. GALLICHAND (1997). Projet bassin versant
rivière Bélair, Agriculture et agroalimentaire Canada et
ministère de l?Agriculture, des Prcheries et de l?Alimentation du
Québec, Québec, Canada, 191 p.
BONN, F., ROCHON, G., 1992, Précis de
télédétection : principes et méthodes;
UREF/AURELF/Presses de l'Université de Québec, Vol. 1.
CAILLE V.X., 1983. Hydrologie et érosion dans la
région de Kinshasa OHDIN 1983.
EL GAROUANI A., CHEN H., LEWIS L., 2007. «The impacts of
land use/land cover changes and climate regime on the spatial patterns of
erosion and deposition by remote sensing and GIS: Case of Tlata river catchment
(Morocco)». 2nd International Conference of GIS/RS in Hydrology, Water
Resources and Environment, Guangzhou, China, September 7-13, 2007.
FLOURIOT, 1974. Atlas de Kinshasa, IGC, 22p.
FURUSHO, Y.C., 2008. Etude du fonctionnement hydrologique d?un
bassin versant Périurbain : LA CHEZINE, thèse en Sciences et
techniques des environnements urbains, Université de Nantes, 67 p.
GANGBAZO, G., et BABIN, F., (2000). Pollution de l?eau des
rivières dans les bassins versants agricoles, Vecteur Environnement,
vol. 33, no 4, p. 47-57.
HICKEY, R. (2000). Slope angle and slope length solution for GIS.
Cartography, n° 29, pp.1- 8.
KALMAN, R. 1970. Ruissellement et érosion en nappe
(Expérimentation au simulateur de pluie). Annales de la Recherche
Forestière au Maroc, tome 12, Rabat, pp. 177-287.
KNAPEN, A. POESEN, J., GOVERS, G., GYSSELS, G., NACHTERGAELLE,
J., 2007. Resistance of soils to concentrated flow erosion: a review. Earth
Science Reviews, 80, 75-109.
LUBUIMI M. L. J. (2003). Indice de perte des sols (IPS).
Utilisation des Données Spatiales Numériques pour la
détermination de l?Indice d?Imperméabilisation, in Nachdruck und
Versand bei Quellenangabe und Überlassung von Belegexemplaren gestattet.
TFE, Université de Mainz, 14 p.
LUMBUENAMO, S.R., 2008. Note de cours de
Télédétection, Photo interprétation et
Photogrammétrie. Université de Kinshasa,
Faculté des Sciences Agronomiques, deuxième grade, Cours
inédit, 40 p.
MAKOKO M. et MANANGA M. (1986). Etude préliminaire de
l?érosion hydrique dans la ville de Kinshasa, in Revue zaïroise des
sciences nucléaires. Vol VII n°2, p. 88-109.
MELLEROWICZ, K.T., CHOW, T.L.,et GHANEM, I. 1994. Soil
conservation planning at the watershed level using the Universal Soil Loss
Equation with GIS and microcomputer technologies: A case study. J. Soil and
Water Cons. 49 (2) : 194-200.
MUSY, A., 2005. Cours d?hydrologie générale,
Laboratoire d?hydrologie et Aménagements (HYDRAM), Ecole Polytechnique
Fédérale, Lausanne (Suisse). NDEMBO, L.J., 2008. Cours
d?aménagement des bassins versants. 2ème Grade,
Département
de Gestion des Ressources Naturelles (Sol et Eau), Faculté
des Sciences Agronomiques, UNIKIN.
POURRIOT, R. et MEYBECK, M. 1995 Limnologie
générale, Masson, Paris : pp. 1-639. RAKOTONDRAOMPIANA S.,
RANDRIANARISON T., COLLET C., RAKOTONIAINA
S., (1997). Analyse spatiale des propriétés
physiques des zones d'érosion à l'aide de données
géoréférencées, images de
télédétection et données
topographiques, in Gestion des sols dans un bassin versant.
IXèmes Journées du Réseau
Télédétection, p29#177; 31.
RIAZANOFF, S., 1989. Extraction et analyse automatique de
réseaux à partir de modèles numériques de terrain,
contribution à l?analyse d?images de télédétection,
thèse, Université de Paris VII, 84 p.
ROCHE, M. (1963) Hydrologie de surface. Gauthier-Villars et
ORSTOM, Paris, France.
ROOSE, E., ARABI, M., BRAHAMANIA, K., CHEBBANI, R., MAZOUR,
M., MORSLI, B (1993). Erosion en nappe et ruissellement en montagne
méditerranéenne algérienne. Réduction des risques
érosifs et intensification sur la production agricole par la GCES.
VINCENT, M. et YVES, T. 1995. Etude du fonctionnement
hydrologique de bassins versants méditerranéens, 65p.
WISCHMEIER W.H., SMITH D.D. 1978. Predicting rainfall erosion
losses. A guide to soil
conservation planning.USDA-ARS, Handbook, n°537, 58 p.
WISLER, C. O. & BRATER, E. F. (1959) Hydrology. John Wiley, Chichester,
West Sussex,
UK.
YOUNG, W.J., MARSTON, F.M. et DAVIS, J.R., 1996. Nutrient exports
and land use in Australian catchments. Journal of environmental management 47,
183 pages.
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