Etude de la relation pluie-débit sur bassin versant en climat méditerranéen par le traçage chimique et isotopique naturel de l'eau (Réal Collobrier, massif des Maures, Var)

Abstract

IntroductionLe bassin versant est devenu depuis une trentaine d'années un outil privilégié pour l'analyse hydrologique. Il représente, pour la plupart des milieux et des échelles d'étude l'unité fondamentale de référence dans Ig estion des ressources en eau [l, 2, 3, 4, 5]. Après une approche générale et descriptive du milieu, l'intérêt des hydrologues s'est porté sur la problématique des modalités de transfert de l'eau sur le bassin. Cependant, les conceptions du fonctionnement hydrologique du bassin restent très empiriques et les modélisations envisagées demeurent globales dans bien des cas. Aujourd'hui, la nécessité d'aménager et de protéger la ressource en eau tant du point de vue quantitatif que qualitatif, Impose au spécialiste une connaissance précise des mécanismes de l'écoule-ment [6,7,8]. En examinant le bassin versant dans toute sa complexité et sa spéci-ficité, l'hydrologue cherche maintenant à reconnaître les cheminement de l'eau, c'est-à-dire à déterminer l'origine des masses d'eau et la manière dont l'écoulement s'organise dans le temps [9,10, Il,12,13,14,15].Afin de comprendre celte structure spatiotemporelle de l'écoulement, trois approches complémentaires doivent être envisagées: L'organisation spatiale du débit est obtenue à partir d'une étude détaillée du contexte physique. l-es caractéristiques géologiques, géomorphologiques et pédologiques de l'environnement définissent, en effet, les grands ensembles fonctionnels du bassin.L'organisation temporelle du débit est déterminée, à une échelle globale, par une approche hydrologique générale et descriptive, précisée par l'interprétation des paramètres des modèles conceptuels. Il s'agit, par là, d'établir les particularités du régime hydrologique et d'élaborer l'évolution des termes du bilan.Le détail des mécanismes, particulièrement en période de crue, et la quantification de la participation des différentes composantes de l'écoulement sont appréhendés par le traçage naturel de l'eau, à l'aide d'outils géochi-miques appropriés.C'est celle démarche d'investigation en trois étapes qui a été adoptée pour le présent travail. Sur des critères morphologiques généraux et à partir de l'étude de la répartition des pentes (lignes de plus grandes pentes délimi-tant des secteurs de convergence ou de divergence de l'écoulement sur les versants, [16]), on peut isoler, sur le bassin des Maurets trois grands systèmes hydrologiques. Dans lp artie amont, où le relief est accentué, le secteur occidental, apte à réagir vigoureusement à un épisode pluvieux, se distingue du versant oriental où l'infiltration doit potentiellement dominer. Avec l'adoucissement du relief, la partie aval se marque essentiellement par des mécanismes d'infiltration. Parmi tous les autres critères physiques, le contexte géologique et structural est lui aussi déterminant. Toute la zone amont est constituée de phyllades schisteuses et quartzeuses, roches extrêmement fissiles généralement à forte capacité de stockage. Mais c'est la relation géométrique entre la direction générale des structures ...

Chemical and isotopic variations in throughfall in a Mediterranean Context

“…However, the vapour can often be considered at equilibrium with the rain, and the temporal variability of the 180 concentration in the incident rain should be kept in mind. On the R6al Collobrier catchment, this variability may reach more than 5 %0 [Marc, 1994]. As it is known on forested catchments, the canopy retains a certain amount of the rain, it is obvious this part of the incident isotopic signal cannot be found in throughfall or stemflow.…”

“…The annual rainfall averages 1000 min. Most of it is irregularly spread from fall to spring [Martin and Marc, 1993;Marc, 1994]. Many thunderstorms (I >70 mm/h) swoop down on the catchment in Oct. and Nov., while softer (I<10 ram/h) but more numerous rains water it during the winter and the spring.…”

“…By contrast, the Maurets basin has kept its forest cover. The same day, the C1-DC in its stream remained above 0.54 [Marc, 1994], while other water tracers (i.e. 180) indicated a high proportion of superficial water.…”

“…In the Rtal Collobrier catchment, the K + concentration in ß soil water and groundwater is low [Marc, 1994]. It is much weaker than that of throughfall and stemflow.…”

“…When this water reaches the stream, it would induce a sudden variation of the NO3-concer!tration. Indeed, in the Rtal Collobrier area, during flood events, a sharp, positive or negative [Marc, 1994], NO3concentration peak is observed in the stream. It occurs in phase with the K + peak and sometimes lasts until the maximum discharge is reached.…”