Caractérisation du déficit hydriquedans un sous-bassin versant à climat semi-aride

Abstract

L’étude s’inscrit dans un contexte méditerranéen semi-aride marqué par une forte dépendance aux ressources en eau souterraine, notamment pour l’irrigation, l’alimentation en eau potable et les usages socio-économiques. L’objectif principal est d’analyser la variabilité spatiale et temporelle de la nappe à travers l’étude conjointe des niveaux statiques, des débits d’exploitation et des paramètres climatiques.La méthodologie adoptée repose sur l’exploitation des données de quatorze points d’eau. Ces données correspondent à des moyennes annuelles établies à partir de mesures trimestrielles. L’analyse a mobilisé plusieurs approches statistiques : statistiques descriptives, représentations par boxplots, test de Shapiro-Wilk, test de Kruskal-Wallis, comparaisons post hoc, indice standardisé du niveau piézométrique, corrélation de Spearman, test de Mann-Kendall, test de Pettitt et estimateur de la pente de Sen.Les résultats montrent une hétérogénéité hydrogéologique marquée entre les points d’eau.L’indice standardisé du niveau piézométrique indique une dominance des conditions normales, mais aussi l’existence d’épisodes de déficit hydrogéologique.Les analyses de corrélation indiquent que l’indice de sécheresse est fortement lié au niveau statique, mais faiblement corrélé aux variables climatiques annuelles, ce qui suggère une réponse différée de l’aquifère et l’influence probable des prélèvements. Les tests de tendance et de rupture confirment l’importance de l’année 2016 comme seuil hydroclimatique, marqué par une baisse des précipitations, une hausse des températures et des changements piézométriques significatifs dans plusieurs points d’eau. Ainsi, la sécheresse hydrogéologique dans le bassin côtier de Mostaganem résulte d’une interaction complexe entre variabilité climatique, inertie de l’aquifère, caractéristiques lithologiques et pression d’exploitation. The study is situated in a semi-arid Mediterranean context characterized by a strong dependence on groundwater resources, particularly for irrigation, drinking water supply, and socio-economic uses. The main objective is to analyze the spatial and temporal variability of the aquifer through the combined study of static water levels, abstraction rates, and climatic parameters. The methodology is based on the use of data from fourteen water points. These data correspond to annual averages derived from quarterly measurements. The analysis employed several statistical approaches: descriptive statistics, boxplot representations, the Shapiro–Wilk test, the Kruskal–Wallis test, post hoc comparisons, a standardized groundwater level index, Spearman correlation, the Mann–Kendall trend test, the Pettitt change-point test, and Sen’s slope estimator. The results reveal marked hydrogeological heterogeneity among the water points. The standardized groundwater level index indicates a dominance of normal conditions, but also the presence of hydrogeological deficit episodes. Correlation analyses show that the drought index is strongly linked to static water levels but weakly correlated with annual climatic variables, suggesting a delayed aquifer response and a likely influence of groundwater abstraction. Trend and change-point tests confirm the significance of the year 2016 as a hydroclimatic threshold, marked by a decline in precipitation, an increase in temperature, and significant piezometric shifts in several water points. Thus, hydrological drought in the coastal basin of Mostaganem results from a complex interaction between climatic variability, aquifer inertia, lithological characteristics, and exploitation pressure. تقع هذه الدراسة ضمن سياق متوسطي شبه جاف يتميز باعتماد كبير على الموارد المائية الجوفية، خاصة في مجالات الري وتزويد مياه الشرب والاستعمالات الاجتماعية والاقتصادية. يتمثل الهدف الرئيسي في تحليل التباين المكاني والزماني للخزان الجوفي من خلال الدراسة المشتركة لمستويات المياه الساكنة، ومعدلات الاستغلال، والمعطيات المناخية. تعتمد المنهجية المتبعة على استغلال بيانات تخص أربعة عشر نقطة مائية، حيث تمثل هذه البيانات متوسطات سنوية مستخرجة من قياسات فصلية. وقد شمل التحليل عدة أساليب إحصائية: الإحصاء الوصفي، تمثيل البيانات باستخدام مخططات الصندوق، اختبار شابيرو–ويلك، اختبار كروسكال–واليس، المقارنات البعدية، مؤشر موحد للمستوى البيزومتري، معامل ارتباط سبيرمان، اختبار مان–كيندال للاتجاه، اختبار بيتت للانكسار، ومقدر ميل سين. أظهرت النتائج وجود تباين هيدروجيولوجي واضح بين نقاط المياه. كما يشير المؤشر الموحد للمستوى البيزومتري إلى هيمنة الظروف الطبيعية، مع تسجيل فترات عجز هيدروجيولوجي. وتبين تحاليل الارتباط أن مؤشر الجفاف يرتبط بقوة بالمستوى الساكن للمياه، بينما يرتبط بشكل ضعيف بالمتغيرات المناخية السنوية، مما يشير إلى استجابة متأخرة للخزان الجوفي وتأثير محتمل لعمليات الضخ. كما أكدت اختبارات الاتجاه والانكسار أهمية سنة 2016 باعتبارها عتبة مناخية-هيدرولوجية، تميزت بانخفاض التساقطات، وارتفاع درجات الحرارة، وتغيرات بيزومترية ملحوظة في عدة نقاط مائية. وعليه فإن الجفاف الهيدرولوجي في الحوض الساحلي لمستغانم هو نتيجة تفاعل معقد بين التغير المناخي، وخصائص خمول الخزان الجوفي، والخصائص الليثولوجية، وضغط الاستغلال.