Géodynamique d'un hydrosystème tropical peu anthropisé, le bassin supérieur du Niger et son delta intérieur
Geochemistry of a large river : Upper Niger river and inland delta (Mali).
Résumé
This work deals with the water quality assessment of large rivers in the world, and especially with tropical rivers. Trough the monitoring of water discharge, suspended and dissolved matter fluxes over a seven year period (1991 to 1998), this study shows the specific processes occurring in the two parts of the studied watershed : the upper Niger river, and his inland delta, a very large flood-plain.
The study of water discharge on the upper watershed shows that the monitoring period is contrasted and representative of the hydrological fluctuations over the 25 years of drought. The temporal and spatial variability of suspended matter exported to the inland delta also permits to propose a simple modelling of processes involved. The water quality study shows that the river Niger and its tributaries have very low concentrations of dissolved major and trace elements. At a global scale, the weakness of annual runoff, lithology (silicate rocks), and low basin relief are the principal factors explaining the low mechanical and chemical rates observed. The results confirm that the chemical pollution of the Niger river in Mali is currently low.
Estimation of water, sediment and dissolved discharge inputs and outputs through the inland delta proves that this zone plays an important role in the water balance (30 to 45% of input is lost) and for the fluvial deposits (they amount to 26 à 54 % of input for suspended matter and to about 30% for dissolved matter). These rates are directly or indirectly linked to the spatial and temporal variability of the inundation. This variability regulates the importance of complex processes occurring in the inland delta. This work also confirms that two zones must be distinguished in the functioning of the delta, a upper part witch is specifically a deltaic zone, and a lower part witch has a particular morphology with inundation of lesser extent. Differences between these two zones are particularly evidenced for high magnitude annual flood stages.
The study of water discharge on the upper watershed shows that the monitoring period is contrasted and representative of the hydrological fluctuations over the 25 years of drought. The temporal and spatial variability of suspended matter exported to the inland delta also permits to propose a simple modelling of processes involved. The water quality study shows that the river Niger and its tributaries have very low concentrations of dissolved major and trace elements. At a global scale, the weakness of annual runoff, lithology (silicate rocks), and low basin relief are the principal factors explaining the low mechanical and chemical rates observed. The results confirm that the chemical pollution of the Niger river in Mali is currently low.
Estimation of water, sediment and dissolved discharge inputs and outputs through the inland delta proves that this zone plays an important role in the water balance (30 to 45% of input is lost) and for the fluvial deposits (they amount to 26 à 54 % of input for suspended matter and to about 30% for dissolved matter). These rates are directly or indirectly linked to the spatial and temporal variability of the inundation. This variability regulates the importance of complex processes occurring in the inland delta. This work also confirms that two zones must be distinguished in the functioning of the delta, a upper part witch is specifically a deltaic zone, and a lower part witch has a particular morphology with inundation of lesser extent. Differences between these two zones are particularly evidenced for high magnitude annual flood stages.
Ce travail s'inscrit dans le cadre des problématiques liées à l'étude des grands fleuves du globe, et notamment à celle des fleuves tropicaux unimodaux. En se basant sur un suivi des flux hydriques, particulaire et dissous transportés par le fleuve Niger au Mali de 1991 à 1998, cette étude a permis de différencier les processus mis en jeu sur les deux zones du bassin versant étudié, le bassin amont du fleuve Niger et son delta intérieur, vaste plaine d'inondation.
L'étude des apports hydriques du bassin amont a ainsi montré que la période d'étude était contrastée, représentative des fluctuations hydrologiques de ces 25 dernières années déficitaires. L'étude des flux de matières en suspension exportés vers le delta intérieur du Niger a permis de mettre en évidence la variabilité temporelle et spatiale des concentrations en MES et de proposer une modélisation simple des processus mis en jeu. L'étude de la chimie des eaux du Niger amont (éléments majeurs et traces) a montré que les cours d'eau étudiés sont très peu minéralisés et que la charge solide est essentiellement inorganique. A l'échelle globale, la faiblesse de la lame écoulée, la lithologie (roches silicatées) et la faiblesse du relief sont les principaux facteurs expliquant les faibles taux de transport particulaire et dissous observés. L'essentiel des résultats ont confirmé la faiblesse actuelle de la pollution chimique de ce grand fleuve africain au Mali.
L'étude des bilans hydriques, particulaires et dissous entre les entrées et les sorties du delta intérieur du Niger ont confirmé le rôle important que joue cette zone sur le bilan hydrique (les pertes en eaux représentent de 30 à 45% des entrées) et dans la capture de quantités de matières particulaires et dissoutes importantes, qui sont ainsi soustraites aux apports aux océans, tout du moins de manière temporaire. Les pertes de matières particulaires s'élèvent de 26 à 54 % des entrées, celles de matières dissoutes à environ 30% des entrées. L'ensemble de ces pertes est lié plus ou moins directement à l'extension spatio-temporelle de l'inondation (évapotranspiration, dépôts). Celle-ci règle l'intensité de nombreux processus complexes qui se produisent dans le delta. Ce travail a également confirmé les fonctionnements hydrochimiques très différents entre sa partie amont, proprement deltaïque, et sa partie aval, caractérisée par des zones inondées plus réduites et une morphologie différente. Ces différences de fonctionnement sont exacerbées pour les crue de forte hydraulicité.
L'étude des apports hydriques du bassin amont a ainsi montré que la période d'étude était contrastée, représentative des fluctuations hydrologiques de ces 25 dernières années déficitaires. L'étude des flux de matières en suspension exportés vers le delta intérieur du Niger a permis de mettre en évidence la variabilité temporelle et spatiale des concentrations en MES et de proposer une modélisation simple des processus mis en jeu. L'étude de la chimie des eaux du Niger amont (éléments majeurs et traces) a montré que les cours d'eau étudiés sont très peu minéralisés et que la charge solide est essentiellement inorganique. A l'échelle globale, la faiblesse de la lame écoulée, la lithologie (roches silicatées) et la faiblesse du relief sont les principaux facteurs expliquant les faibles taux de transport particulaire et dissous observés. L'essentiel des résultats ont confirmé la faiblesse actuelle de la pollution chimique de ce grand fleuve africain au Mali.
L'étude des bilans hydriques, particulaires et dissous entre les entrées et les sorties du delta intérieur du Niger ont confirmé le rôle important que joue cette zone sur le bilan hydrique (les pertes en eaux représentent de 30 à 45% des entrées) et dans la capture de quantités de matières particulaires et dissoutes importantes, qui sont ainsi soustraites aux apports aux océans, tout du moins de manière temporaire. Les pertes de matières particulaires s'élèvent de 26 à 54 % des entrées, celles de matières dissoutes à environ 30% des entrées. L'ensemble de ces pertes est lié plus ou moins directement à l'extension spatio-temporelle de l'inondation (évapotranspiration, dépôts). Celle-ci règle l'intensité de nombreux processus complexes qui se produisent dans le delta. Ce travail a également confirmé les fonctionnements hydrochimiques très différents entre sa partie amont, proprement deltaïque, et sa partie aval, caractérisée par des zones inondées plus réduites et une morphologie différente. Ces différences de fonctionnement sont exacerbées pour les crue de forte hydraulicité.