Etude geochimique des crues du bassin versant du strengbach (vosges) : origine des ecoulements et contribution aux flux d'elements majeurs dissous exportes

Geochemical investigation of stormflow components in the strengbach catchment (vosges mountains, france) : stream water origin and contribution to major element exportations

• Auteur / Autrice : SAMIR IDIR
• Direction : Anne Probst
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

L'identification de l'origine de l'eau et des elements chimiques qui alimentent le cours d'eau en periode de crue est tres importante pour determiner les processus de generation de debit et les flux d'elements associes. L'etude de nombreuses crues echantillonnees dans le bassin versant du strengbach a permis d'aboutir a une typologie de crue basee sur leurs caracteristiques chimiques et hydrologiques ainsi que sur les conditions initiales de ce site. Le comportement des elements majeurs, comme k, ca, mg, cl et no#3 avec la variation du debit, differe d'une crue a l'autre en fonction des conditions hydriques initiales, de la typologie de la crue et de la vegetation. Ils sont parfois dilues et parfois concentres. En revanche, na, si et so#4 sont systematiquement dilues avec l'augmentation du debit alors que le cod est systematiquement concentre. Ces elements presentent un comportement homogene d'une crue a l'autre quelles que soient les conditions initiales et peuvent donc etre retenus comme traceurs efficaces des ecoulements dans ce bassin. L'ecoulement de crue est engendre par deux zones contributives dans le bassin versant : les horizons profonds des versants caracterises essentiellement par des eaux riches en produits d'alteration (na, si) ayant circule longtemps dans le bassin, et les horizons de surface de la zone saturee qui contribuent principalement par des eaux de surface riches en carbone organique dissous, notamment en debut de crue. La proportion d'ecoulement engendre par la zone contributive horizons profonds des versants est dominante et est estimee entre 68 et 82% de l'ecoulement total de crue par la decomposition des l'hydrogrammes de crues du 18 mai 1994 et du 22 juillet 1995 a l'aide du cod et de la silice. Les exportations d'elements majeurs hors du bassin sont dues principalement a la contribution des horizons profonds des versants (entre 60 et 99% pour les deux crues du 18 mai 1994 et du 22 juillet 1995). Les horizons de surface de la zone saturee dominent principalement les exportations de cod (58% en moyenne pour les deux crues). Les exportations de matieres dissoutes dans le bassin versant du strengbach se font principalement en periode de crue. En effet, lors de l'annee hydrologique 1988-1989, l'ensemble des crues, qui totalisent 77% de l'ecoulement annuel, sont responsables de 68 a 92% des exportations d'elements majeurs. On a constate que les exportations d'elements majeurs se font d'une maniere accentuee lors des crues qui se produisent dans des conditions hydrologiques et hydriques seches, pour un meme volume d'eau ecoule. Les exportations hors du bassin lors de l'ensemble des crues peuvent alors atteindre 75% des exportations annuelles pour certains elements.