Processus et bilan des flux hydriques d’un bassin versant de milieu tropical de socle au Bénin (Donga, haut Ouémé)

Abstract

Avis : Ce texte est la version de l'auteur d'une oeuvre acceptée en vue de sa publication dans les Comptes-Rendus Geoscience. Il est dès lors possible que les modifications résultant du processus de publication, et notamment de l'examen par les pairs, la révision, l'édition, les corrections, la mise en page structurelle et les autres dispositifs de contrôle de qualité ne soient pas reprises dans le présent document. Il est possible que des modifications aient été apportées à la présente oeuvre après qu'elle ait été présentée en vue de sa publication. Une version définitive a par la suite été publiée dans Comptes Résumé L'étude d'un bassin versant de 586 km 2 au Bénin (Afrique de l'ouest) par des suivis hydrodynamiques et hydrochimiques, ainsi que par reconnaissance géophysique de sub-surface, a permis de déterminer les processus et le bilan des flux hydriques sur deux années à pluviométrie contrastée. La recharge de la nappe phréatique s'effectue par infiltration directe des précipitations et représente de 5 à 24% de la pluviométrie. L'écoulement à l'exutoire, limité à la saison des pluies ainsi que la minéralisation faible des eaux indiquent des flux nappe -rivière négligeables. Cette faible contribution de la nappe implique que les variations interannuelles du coefficient d'écoulement (de 14% à 28%) sont principalement gouvernées par des flux de surface et de sub-surface. AbstractHydrodynamic, geochemical and sub-surface geophysical investigations, for two consecutive years with contrasting rainfall conditions, were used to characterize the hydrological processes occuring, and the water balance of a 586-km 2 watershed in Benin (Africa). The water table's monitoring shows that recharge occurs by direct infiltration of rainfall, and represents between 5 to 24% of the annual rainfall. Both surface water outflow, limited to the rainy season, and the water chemistry indicate a weak groundwater contribution to river discharge. This implies that the calculated variations in annual runoff coefficients (of 14 and 28%) are mainly governed by surface and subsurface flows. Mots clés :Bénin, aquifère libre, hydrochimie, hydrodynamique, rivière tropicale

Water storage changes as a marker for base flow generation processes in a tropical humid basement catchment (Benin): Insights from hybrid gravimetry

“…This study proposes that the permanent water table may actually contribute to base flow in this environment, which has not been considered before, on the basis of hydrological and geochemical data [Kamagat e et al, 2007;S eguis et al, 2011b]. However, only the upper section of the water table, located within a higher permeability unit is contributing to base flow, similarly to interflow processes.…”

“…The water table below the Ara River may or may not reach the riverbed. At larger scales (13, 105, and 586 km 2 ) including the study area, previous studies using geochemistry have shown that the contribution of permanent groundwater (identified by high water mineralization) to streamflow is negligible and that permanent groundwaters are disconnected from the streams [Kamagat e et al, 2007;S eguis et al, 2011b]. Field observations show that a perched water table within the hardpan exfiltrates water above the river bed, across the slope break in the downstream section.…”

“…Mean annual precipitation was 1195 mm/yr over the 1950-2004 period at the Djougou weather station, 8 km from the Nalohou site [Kamagat e et al, 2007]. The two main discharge terms of the annual water budget are evapotranspiration (75%-90% of total precipitation) and streamflow (10%-15%).…”

“…Bas-fonds are common features in the landscape, as exhibited for instance in Figure 1c, where other bas-fonds from the first-order rivers of the Ara catchment are shown. An unconfined aquifer is located in a weathered layer 7-22 m thick [Kamagat e et al, 2007;Descloitres et al, 2011] developed over a metamorphic basement (gneiss, micaschists, and quartzites), which is part of the Dahomeyan formation. Foliation in the basement is north-south oriented, and the mean dip angle is 208 east [Descloitres et al, 2011].…”

“…The two main discharge terms of the annual water budget are evapotranspiration (75%-90% of total precipitation) and streamflow (10%-15%). The residual term forms the interannual underground water storage variation [Kamagat e et al, 2007;Guyot et al, 2009;Descloitres et al, 2011;S eguis et al, 2011b]. Mean annual reference evapotranspiration [Allen et al, 1998] [S eguis et al, 2011b].…”