Titre de série : | Thèse en Sciences et Technologies de l'Eau, de l'Energie et de l’Environnement | Titre : | Etude géochimique de l'eau de ruissellement du bassin versant de Tougou (bassin supérieur du Nakanbé) au nord du Burkina Faso | Type de document : | texte imprimé | Auteurs : | Stéphanie MAÏGA-YALEU BATCHAKOUE | Année de publication : | 2014 | Importance : | 214p. | Langues : | Français (fre) | Résumé : | Au Burkina Faso, pays sahélien à vocation agricole, la dégradation croissante et soutenue es ressources naturelles (eau, sol ou couvert végétal) a des conséquences néfastes sur la productivité agro‐sylvo‐pastorale. Le phénomène d’érosion hydrique de plus en plus dramatique est responsable de la destruction du potentiel pédologique des sols et de la fragilisation de l’écosystème. Face à la problématique environnementale et aux enjeux qui lui sont liés, cette étude a pour objectif d’analyser l’impact de l’érosion hydrique sur la dégradation des sols et la qualité des eaux de ruissellement du bassinversant de Tougou. Elle cherche ainsi à explorer des pistes de réflexions basées sur une évaluation qualitative et quantitative des éléments minéraux et du carbone organique, ainsi que des principaux processus d’érosion contrôlant leurs pertes ou leurs stockages dans lesubstratum pédologique. Ce qui peut représenter de potentiels bénéfices pour d’éventuelles applications à vocation d’améliorer les propriétés chimiques des sols, de renforcerleur fertilité et leur résistance au phénomène d’érosion hydrique. Le cadre physique de l’étude est le bassin versant de Tougou situé dans le bassin supérieur du Nakanbé au Nord duBurkina Faso. Les données de l’étude sont constituées de séries chronologiques se rapportant aux évènements pluvieux des saisons hivernales des années 2010, 2011 et 2012. Le dispositif expérimental est installé sur les sols cultivés dominés par les croûtes structurales (STRU) et sur les sols dégradés caractérisés par les croûtes d’érosion (ERO), gravillonnaire (GRAV) et de dessiccation (DES). Les données hydro‐climatiques, hydrochimiques, ainsi que le carbone organique du sol et le carbone organique érodé ont été collectées sur les parcelles de ruissellement installées sur chaque type de croûte de surface. Les techniques d’analyses des échantillons sont le dosage par volumétrie, la spectrométrie d’émission de flamme, la spectrométrie d’absorption moléculaire, et la méthode par oxydation thermique. Des résultats obtenus, il se dégage que les eaux de ruissellement, en général de nature hydrogénocarbonatée calcique, ont un faciès géochimique différent de celui de l’eau de pluie (chlorurée calcique). On observe cependant un enrichissement en éléments minéraux plus important dans le sous‐bassin versant cultivé par rapport au sous‐bassin versant dégradé. Vu la faible influence de l’eau de pluie sur la chimie des eaux de ruissellement, ainsi que la similitude du substratum géologique sur le bassin versant, la différence significative de minéralisation de l’eau observée entre les deux sous‐bassins versants apparaît comme le produit combiné de processus biologiques, d’activités anthropiques ou de la nature des sols. Les ions majeurs en solution se repartissent en trois grands groupes : le groupe des ions HCO3‐, Cl‐ et Ca2+ contribuant fortement à la minéralisation des eaux de ruissellement ; le groupe des ions NO3‐, Mg2+ et K+ plus importants dans les eaux sur sols limono‐sableux que dans celles issues des sols argileux ; et le groupe des ions SO42‐, PO43‐ et Na+ avec des teneurs faiblement influencées par la texture des sols et dont la faible contribution à la minéralisation de l’eau est liée à la nature des roches dont ils sont issus. Le stock de carbone organique dans le sol (COSS) sur l’horizon 0‐10 cm de profondeur est plus important dans les sols dégradés par rapport aux sols cultivés. Les croûtes de surface ont un impact significatif sur l’érosion hydrique du COS. Les croûtes superficielles pérennes (ERO, GRAV et DES) offrent une plus grande protection au COS contre le phénomène d’érosion hydrique contrairement aux croûtes STRU. L’érosion hydrique du carbone organique, principalement dans le sous‐bassin versant cultivé, s’explique par l’érosion par "effet splash" qui est particulièrement dangereuse, car elle est très sélective vis‐à‐vis de la matière organique.
Abstract : The continuous and sustained degradation of natural resources (water, soil or vegetation) have a negative impact on agro‐forestry‐pastoral productivity, in Burkina Faso, a Sahelian and agricultural based country. Water erosion phenomenon is the main cause of soil degradation and ecosystem fragility. To answer some environmental issues, this study focuses to analyze the impact of water erosion on soil degradation and runoff quality from Tougou watershed. This study explore some alternative ways of research base on qualitative and quantitative assessment of minerals elements and organic carbon, as well as the main erosion processes that control their losses or storage in the soil substratum. This may be essential to any applications to improve the chemical properties of soil and enhance their fertility and resistance to water erosion. The study was conducted in Tougou watershed (37 km2) the upper Nakanbé watershed, northwest of Burkina Faso. The data consist of time series related to rainfall events of rainy season of 2010, 2011 and 2012. The experimental design is installed on cultivated soils dominated by structural crusts (STRU) and degraded soils characterized by erosion crust (ERO), gravel crust (GRAV) and desiccation crust (DES). The hydro climatic and hydrochemistry data, as well as, the soil organic carbon stock and the soil organic carbon losses parameters were collected on runoff plots installed on each surface crust. Volumetric method, flame emission spectrometry, molecular absorption spectrometry, and thermic oxidation method were the methods used. The results obtained, show that the geochemical features of runoff is usually calcium bicarbonate and different from geochemical features of rainwater (calcium chloride). However, there is minerals enrichment in the cultivated watershed than the degraded watershed. Because of the limited impact of rain water chemistry and the similarity of the geological substratum of the two watersheds, the significant difference in water mineralization observed between the two watersheds appears as the combination of biological processes, human activities or soil characteristics. The major ions in solution are divided in three main groups: the group of HCO3‐, Cl‐ and Ca2+, which strongly contribute to the mineralization of runoff; the group of NO3‐, Mg2+ and K+, most important on runoff from sandy loam soils than in clay soils and the group of SO42‐, PO43‐ and Na+, slightly influenced by soil physical properties and slightly contribute to the mineralization of runoff as the rocks they belong to. The soil organic carbon stock (SOCS) on 0‐0.1 m depth was higher on degraded soils compared to cultivated soils. The surface crusts have a significant impact on water erosion of SOC. The perennial crusts (ERO, GRAV and DES) offer a greater SOC protection against the SOC, as compared to STRU crusts of cultivated soils. The SOC losses by water erosion, mainly on cultivated watershed was explained by "splash effect" erosion which is particularly dangerous because |
Thèse en Sciences et Technologies de l'Eau, de l'Energie et de l’Environnement. Etude géochimique de l'eau de ruissellement du bassin versant de Tougou (bassin supérieur du Nakanbé) au nord du Burkina Faso [texte imprimé] / Stéphanie MAÏGA-YALEU BATCHAKOUE . - 2014 . - 214p. Langues : Français ( fre) Résumé : | Au Burkina Faso, pays sahélien à vocation agricole, la dégradation croissante et soutenue es ressources naturelles (eau, sol ou couvert végétal) a des conséquences néfastes sur la productivité agro‐sylvo‐pastorale. Le phénomène d’érosion hydrique de plus en plus dramatique est responsable de la destruction du potentiel pédologique des sols et de la fragilisation de l’écosystème. Face à la problématique environnementale et aux enjeux qui lui sont liés, cette étude a pour objectif d’analyser l’impact de l’érosion hydrique sur la dégradation des sols et la qualité des eaux de ruissellement du bassinversant de Tougou. Elle cherche ainsi à explorer des pistes de réflexions basées sur une évaluation qualitative et quantitative des éléments minéraux et du carbone organique, ainsi que des principaux processus d’érosion contrôlant leurs pertes ou leurs stockages dans lesubstratum pédologique. Ce qui peut représenter de potentiels bénéfices pour d’éventuelles applications à vocation d’améliorer les propriétés chimiques des sols, de renforcerleur fertilité et leur résistance au phénomène d’érosion hydrique. Le cadre physique de l’étude est le bassin versant de Tougou situé dans le bassin supérieur du Nakanbé au Nord duBurkina Faso. Les données de l’étude sont constituées de séries chronologiques se rapportant aux évènements pluvieux des saisons hivernales des années 2010, 2011 et 2012. Le dispositif expérimental est installé sur les sols cultivés dominés par les croûtes structurales (STRU) et sur les sols dégradés caractérisés par les croûtes d’érosion (ERO), gravillonnaire (GRAV) et de dessiccation (DES). Les données hydro‐climatiques, hydrochimiques, ainsi que le carbone organique du sol et le carbone organique érodé ont été collectées sur les parcelles de ruissellement installées sur chaque type de croûte de surface. Les techniques d’analyses des échantillons sont le dosage par volumétrie, la spectrométrie d’émission de flamme, la spectrométrie d’absorption moléculaire, et la méthode par oxydation thermique. Des résultats obtenus, il se dégage que les eaux de ruissellement, en général de nature hydrogénocarbonatée calcique, ont un faciès géochimique différent de celui de l’eau de pluie (chlorurée calcique). On observe cependant un enrichissement en éléments minéraux plus important dans le sous‐bassin versant cultivé par rapport au sous‐bassin versant dégradé. Vu la faible influence de l’eau de pluie sur la chimie des eaux de ruissellement, ainsi que la similitude du substratum géologique sur le bassin versant, la différence significative de minéralisation de l’eau observée entre les deux sous‐bassins versants apparaît comme le produit combiné de processus biologiques, d’activités anthropiques ou de la nature des sols. Les ions majeurs en solution se repartissent en trois grands groupes : le groupe des ions HCO3‐, Cl‐ et Ca2+ contribuant fortement à la minéralisation des eaux de ruissellement ; le groupe des ions NO3‐, Mg2+ et K+ plus importants dans les eaux sur sols limono‐sableux que dans celles issues des sols argileux ; et le groupe des ions SO42‐, PO43‐ et Na+ avec des teneurs faiblement influencées par la texture des sols et dont la faible contribution à la minéralisation de l’eau est liée à la nature des roches dont ils sont issus. Le stock de carbone organique dans le sol (COSS) sur l’horizon 0‐10 cm de profondeur est plus important dans les sols dégradés par rapport aux sols cultivés. Les croûtes de surface ont un impact significatif sur l’érosion hydrique du COS. Les croûtes superficielles pérennes (ERO, GRAV et DES) offrent une plus grande protection au COS contre le phénomène d’érosion hydrique contrairement aux croûtes STRU. L’érosion hydrique du carbone organique, principalement dans le sous‐bassin versant cultivé, s’explique par l’érosion par "effet splash" qui est particulièrement dangereuse, car elle est très sélective vis‐à‐vis de la matière organique.
Abstract : The continuous and sustained degradation of natural resources (water, soil or vegetation) have a negative impact on agro‐forestry‐pastoral productivity, in Burkina Faso, a Sahelian and agricultural based country. Water erosion phenomenon is the main cause of soil degradation and ecosystem fragility. To answer some environmental issues, this study focuses to analyze the impact of water erosion on soil degradation and runoff quality from Tougou watershed. This study explore some alternative ways of research base on qualitative and quantitative assessment of minerals elements and organic carbon, as well as the main erosion processes that control their losses or storage in the soil substratum. This may be essential to any applications to improve the chemical properties of soil and enhance their fertility and resistance to water erosion. The study was conducted in Tougou watershed (37 km2) the upper Nakanbé watershed, northwest of Burkina Faso. The data consist of time series related to rainfall events of rainy season of 2010, 2011 and 2012. The experimental design is installed on cultivated soils dominated by structural crusts (STRU) and degraded soils characterized by erosion crust (ERO), gravel crust (GRAV) and desiccation crust (DES). The hydro climatic and hydrochemistry data, as well as, the soil organic carbon stock and the soil organic carbon losses parameters were collected on runoff plots installed on each surface crust. Volumetric method, flame emission spectrometry, molecular absorption spectrometry, and thermic oxidation method were the methods used. The results obtained, show that the geochemical features of runoff is usually calcium bicarbonate and different from geochemical features of rainwater (calcium chloride). However, there is minerals enrichment in the cultivated watershed than the degraded watershed. Because of the limited impact of rain water chemistry and the similarity of the geological substratum of the two watersheds, the significant difference in water mineralization observed between the two watersheds appears as the combination of biological processes, human activities or soil characteristics. The major ions in solution are divided in three main groups: the group of HCO3‐, Cl‐ and Ca2+, which strongly contribute to the mineralization of runoff; the group of NO3‐, Mg2+ and K+, most important on runoff from sandy loam soils than in clay soils and the group of SO42‐, PO43‐ and Na+, slightly influenced by soil physical properties and slightly contribute to the mineralization of runoff as the rocks they belong to. The soil organic carbon stock (SOCS) on 0‐0.1 m depth was higher on degraded soils compared to cultivated soils. The surface crusts have a significant impact on water erosion of SOC. The perennial crusts (ERO, GRAV and DES) offer a greater SOC protection against the SOC, as compared to STRU crusts of cultivated soils. The SOC losses by water erosion, mainly on cultivated watershed was explained by "splash effect" erosion which is particularly dangerous because |
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