Aménagement des bassins versants

CAHIER FAO CONSERVATION 1

ORGANISATION DES NATIONS UNIES POUR L'ALIMENTATION ET L'AGRICULTURE

Rome, 1977

TABLE DES MATIERES

SOMMAIRE

AVANT-PROPOS

PREFACE

I. CLASSIFICATION DES TERRES AUX FINS D'AMÉNAGEMENT DES BASSINS VERSANTS par K.F.S. King, FAO, Rome

II. APPROCHE D'AMÉNAGEMENT INTEGRE DANS L'ÉTABLISSEMENT D'UN PROJET DE DÉVELOPPEMENT D'UN BASSIN-VERSANT par T. Eren, FAO, Thailande

III. ANALYSE DES INCIDENCES DES ACTIVITES FORESTIERES SUR L'ENVIRONNEMENT par H.L. Teller, Unesco, Paris

IV. EVALUATION DES RESULTATS DES PROJETS DE CONSERVATION DES SOLS par Secrétariat d'Etat aux Affaires étrangères, France

V. APPLICATION DE LA TÉLÉDETECTION A L'AMENAGEMENT DES BASSINS VERSANTS par A. Rango, NASA, USA

VI. EVALUATION DES CONDITIONS ET DES TENDANCES DE L'EROSION par T. Dunne, Université de Washington, USA

VII. METHODES DE SURVEILLANCE DE L'EROSION DU SOL DANS L'AMENAGEMENT DES BASSINS-VERSANTS EN TANZANIE par A. Rapp, SIES, Suède

VIII. PREDICTION DES PERTES DE TERRE PAR EROSION EN NAPPE ET EN GRIFFE par H.M.J. Arnoldus, FAO, Rome

IX. METHODE D'EVALUATION DES VITESSES DE DEGRADATION, DE DEPRECIATION DES TERRES ET DU VOLUME DE SEDIMENTS PRODUITS PAR L'EROSION EN RAVINES par Service de la Conservation des Sols, USA

X. EMPLOI DE PARCELLES EXPERIMENTALES DE RUISSELLEMENT POUR EVALUER LES PERTES DE SOL par M. Djorovic, Institut des Forêts et des Industries du bois, Yougoslavie

XI. PROTECTION DES VERSANTS CULTIVES: AMENAGEMENT DE TERRASSES SUR DES VERSANTS ABRUPTS EN REGION HUMIDE par T.C. Sheng, FAO, Jamaique

XII. OUVRAGES ET METHODES DE CORRECTION DE RAVINS par B.H. Heeds, Service forestier des U.S.A., Arizona

XIII. EXPLOITATION FORESTIERE ET ENVIRONNEMENT DU POINT DE VUE NOTAMMENT DE LA PROTECTION DES SOLS ET DES COURS D'EAU DANS LA FORET TROPICALE HUMIDE par D.A. Gilmour, Service forestier, Queensland, Australie

XIV. REDUCTION DE L'EROSION OCCASIONNEE PAR LES ROUTES par W.F. Megahan, Utah, USA

XV. ORGANISATION INSTITUTIONNELLE DES SERVICES D'AMENAGEMENT DES BASSINS-VERSANTS ET ROLE DES FACTEURS SOCIO-ECONOMIQUES par G. Singh, Penjab, India.

XVI. AMENAGEMENT FORESTIER EN VUE DE MINIMISER LES RISQUES DE GLISSEMENT DE TERRAIN par P.M. Rice, Région Pacifique Sud-Ouest, USA

XVII. CLAYONNAGE ET FASCINAGE par T.C. Sheng, FAO, El Salvador

LISTE DES TABLEAUX

Chapitre II (Eren)

1. Données socio-économiques à évaluer dans un projet d'aménagement de bassin-versant

Chapitre III (Teller)

1. Liste de contrôle partiel d'identification des incidences éventuelles des coupes

2. Hydrogramme partiel d'identification des incidences des coupes

3. Système Battelle d'évaluation de l'environnement

Chapitre V (Rango)

1. Caractéristiques des systèmes de télédétection utiles pour l'aménagement des ressources en eau

Chapitre VI (Dunne)

1. Densité apparente des sédiments de réservoir

2. Relation entre l'étendue des glissements de terrain, le gradient des pentes et le couvert végétal, Californie du Sud

Chapitre VII (Rapp)

1. Pluviométrie enregistrée aux stations de Morogoro et Morningside

2. Pluviométrie enregistrée aux stations de Dodoma

Chapitre VIII (Arnoldus)

1. Energie cinétique d'une pluie non orographique

2. Coefficient d'ajustement des valeurs de LS

3. Valeurs de C pour pâturages permanents, parcours à bétail et friches

4. Indice de culture C pour les terrains boisés

5. Indice P pour cultures en courbes de niveau, en bandes alternées et les banquettes

6. Guide des tolérances de pertes de sol

Chapitre XI (Sheng)

1. Spécifications relatives à 6 types de terrasses

2. Ecartement des fosses isohypses en fonction de la pente

3. Hauteur des talus et profondeur de sol minimum

4. Exemple de tableau des spécifications

5. Principaux types de passages d'eau: utilisation et limites

6. Coûts totaux et coûts annuels d'aménagement d'un acre de terrasses

Chapitre XIII (Gilmour)

1. Taux de dispersion à diverses profondeurs dans un sol granitique, Australie

Chapitre XIV (Megahan)

1. Influence des opérations et pratiques sylvicoles sur le pour centage de superficie perturbée par la construction d'une route

2. Largeur des bandes de protection nécessaires au-dessous des bas côtés d'une route

3. Intervalle théorique de récurrence des crues sur la durée de vie d'un projet

4. Écartement des drains transversaux nécessaires pour empêcher la formation de rigoles ou filets d'érosion

Chapitre XV (Singh)

1. Type d'organigramme d'un Service de l'Aménagement des Bassins-Versants

Chapitre XVI (Rice)

1. Érosion et sédimentation sur des routes de débardage dans l'ouest des USA

2. Pourcentage de la superficie plantée ayant glissé, dans un bassin-versant en Californie

3. Effet du feu et du type de conversion sur les glissements de terrain en Californie

LISTE DES FIGURES

Chapitre II (Eren)

1. Fermiers construisant des ouvrages de correction de ravins

2. Spécialistes de la FAO faisant une d'un instrument de topographie

Chapitre III (Teller)

1. Matrice de Leopold

2. Fonction de valeur-type utilisée dans le Système Battelle d'évaluation

Chapitre IV (CTFT)

1. Construction de terrasses étroites et éléments de gradins forestiers pour reboisement au Maroc

Chapitre V (Rango)

1. Comparaison entre les estimations par satellite de la cou verture neigeuse et les mesures de l'écoulement effectuée pour l'Indus

2. Variation de la couverture neigeuse observée par LANDSAT

3. Comparaison entre les estimations de lé, couverture nei geuse par LANDSAT et les mesures de l'écoulement pour quatre bassins versants au Wyoming

4. Images d'un réseau de drainage donné par LANDSAT

5. Diagramme montrant le potentiel d'observation de différents systèmes

Chapitre VI (Dunne)

1. Echantillonneurs de sédiments en suspension

2. Courbe des taux de sédiments en suspension, Kenya

3. Matériel servant à mesurer le transport de lit

4. Courbe des taux de charge de lit, Idaho

5. Méthode pour estimer la capacité de prise des lacs et réservoirs

6. Relations entre le taux d'apport de sédiments, la dimension du bassin versant, le relief du bassin et la longueur du cours d'eau, USA

7. Collecteur pour mesurer le ruissellement

8. Mesure de l'érosion à l'aide de points d'érosion

9. Mesure de l'érosion en nappe

10. Profondeur d'érosion mesurée d'après les racines d'arbres

11. Mesure des modifications des ravines

12. Mesure des rigoles par levé

13. Mesures périodiques de la section transversale d'un lit

14. Utilisation d'une fosse de Young pour mesurer la solifluxion

15. Relation entre la superficie et le volume de glissements de terrain, Nouvelle Guinée

Chapitre VII (Rapp)

1. Turbisonde manuelle

2. Chûte d'eau à Morningside

3. Echantillonneur automatique à sédiments, "Hayim 7"

4. Barrage et retenue d'Ikowa

5. Profils de sédiments dans le réservoir de Matumbulu

6. Relation entre sédimentation moyenne annuelle et superficie drainée de cinq bassins versants en Tanzanie

7. Exemple de carte d'utilisation des terres, de l'érosion et de la sédimentation

8. Cartes montrant divers types d'érosion

Chapitre VIII (Arnoldus)

1. Calcul de l'indice pluie

2. Partie orientale de la carte d'iso-érosivité des Etats-Unis

3. Courbe de distribution de l'indice dérosion au Texas

4. Abaque de l'erodabilité du sol

5. Longueur équivalente de pente

6. Diagramme de l'effet inclinaison - longueur de pente

7. Graphique de l'effet inclinaison - longueur de pente pour des gradients plus importants que ceux de la figure 6

8. Abaque de calcul de U

Chapitre IX (SCS)

1. Surface drainée par une ravine

2. Graphique donnant la, puissance 0,46 du rapport A

3. Hauteur des précipitations aux USA

4. Graphique pour obtenir la puissance 0,20 de P

5. Tableau pour le calcul des vitesses de progression des ravines

6. Comparaison entre largeur et profondeur de ravine dans des sols cohérents

7. Comparaison entre largeur et profondeur de ravine dans des sols non cohérents

8. Grave érosion en ravines

Chapitre X (Djorovic)

1. Schéma d'une parcelle expérimentale de ruissellement

2. Détails du dispositif de collection et réception

3. Cuve partiellement vidée montrant l'atterrissement

4. Dispositif de dérivation du trop-plein d'une cuve de réception

Chapitre XI (Sheng)

1. Types de terrasses

2. Coupe transversale de 6 principaux systèmes d'aménagement des terres

3. Coupe transversale des terrasses

4.  Travail du "Fresno Scraper" (pelle attelée)

5. Ouvrages préfabriqués en béton

6. Terrasses sur une pente de 15 à 20

7. Volume de sol à déblayer et remblayer pour la construction de terrasses en escalier

8. Principaux types de passages d'eau (waterways)

Chapitre XII (Heede)

1. Plan de construction d'un barrage en pierre sèche

2. Vue amont d'un barrage en pierre sèche

3. Plans de construction d'un barrage simple simple

4. Vue d'un barrage simple

5. Plans de construction d'un barrage double

6. Vue d'un barrage double

7. Plan de construction d'un dispositif de lutte contre l'arrachement des têtes de ravines.

8. Espacement des barrages de consolidation

9. Nombre de barrages nécessaires

10. Probabilité de retenue de dépôts sédimentaires dans un barrage en fonction de la hauteur effective de ce dernier

11. Volumes de pierres à arêtes vives pour quatre types de barrages

12. Pelle en rétrocuveuse procédant à des fouilles d'ancrage

13. Vue amont du chantier de construction d'un barrage à armature métallique

14. Installation de parois parallèles pour barrage double

15. Coût d'installation pour quatre types de barrages

16. Coût relatif d'installations de barrages et besoins en volume de pierres

17. Rapport sédiment-coût

Chapitre XIII (Gilmour)

1. Erosion profonde par ravinement

2. Passages en remblais et rémanents d'exploitation

3. Effets de l'enlèvement de la végétation sur les températures maxima moyennes mensuelles, Nord Queensland

4. ornières profondes dans une piste de débardage

5. Tracé théorique des pistes de traînage pour une exploitation vers l'amont et une exploitation vers l'aval

6. Graphique de concentration de sédiments en suspension

Chapitre XIV (Megahan)

1. Largeur de la zone perturbée par la construction d'une route, en fonction du gradient du versant

2. Construction d'un gué consolid' par des gabions

3. Protection des accotements par enrochement

4. Installation d'un dalot

5. Saignée construite en bois

6. Schéma d'installation d'une saignée

7. Plan d'un cassis à déclivité externe

8. Plan d'un cassis à déclivité interne

9. Indications concernant l'emplacement des drains transversaux

10. Construction d'une base d'évacuation dans une berme

11. Construction d'une rigole transversale pour routes forestières

Chapitre XV (Singh)

1. Exemple d'erosion en Asie

2. Système typique de terrasses en escalier sur les piémonts de l'Himalaya

3. Un puits de 10 mètres d'ouverture construit en Inde

4. Petit barrage construit à l'aide de grumes et rochers

Chapitre XVI (Rice)

1. Stabilité d'une pente en fonction de son inclinaison, de la géologie et des conditions d'humidité

2. Glissements et éboulements en tête d'un bassin versant

3. Glissements le long des cours d'eau

4. Eaux infiltrées superficiellement s'écoulant suivant le sens de la pente

5. Eaux infiltrées superficiellement s'écoulant normalement à la pente

6. Représentation idéalisée du cycle d'humidité dans le sol

7. Schéma idéalisé d'un déficit de l'humidité du sol ne coïncidant pas avec la période d'orages

8. Schéma idéalisé d'un déficit de l'humidité du soi coïncidant avec la période d'orages

9. Contribution de la forêt à la résistance de la pente

10. Résistance nette des pentes portant différentes essences

11. Incidence d'un retard de 5 ans dans la régénération d'une coupe rase

12. Tendances hypothétiques de la résistance d'une pente suivant le système de coupe

Chapitre XVII (Sheng)

1. Technique de clayonnage

2. Vue de travaux de clayonnage

3. Vue d'un clayonnage tel que pratiqué en Europe

 

SOMMAIRE

Ce "Guide pour la Conservation des Ressources Naturelles" est le premier volume d'une série de publications qui décrivent un certain nombre de technique de conservation ayant trait à la restauration des terres et à l'aménagement de bassins-versants, surtout pour les zones de montagne, les forêts, les zones érodées et les autres terres normalement non utilisées pour l'agriculture intensive. Les articles sont basés sur des études de cas dans toutes les régions, mais principalment orientés pour fournir des exemples d'intérêt pratique dans les pays en voie de développement. Les différents sujets abordés par ce volume concernet: l'évaluation de l'érosion, les principes d'aménagement des bassins-versants, les méthodes de lutte contre l'érosion, la classification des terres, la planification de l'utilisation des terres, la restauration des pentes par terrassement, l'aplication de la téledétection pour l'aménagement des bassins-versants, les relations bénéfices/coûts des opérations, les problèmes de glissement de terrain, les aspects liés à l'environnement et les mesures de qualité des eaux.

REMERCIEMENTS

Nous tenons à exprimer nos plus vifs remerciements aux nombreux auteurs qui ont consacré leur temps et leurs activités pour nous fournir leur contribution à cette série de publications.

Brahim Ben Salem de la Sous-Division de la Conservation des Forêts et de la Faune sauvage, FAO, a été le conseiller pour nombre de questions traitant de la sylviculture. Nous ayons aussi reçu de nombreuses et utiles suggestions de William E. Bullard, travaillant précédemment à la FAO. Talât Eren, FAO, Thailande et Hollis Murray, FAO, Jamaique nous ont assistés dans les premières étapes de la mise en oeuvre de cette publication.

Nous sommes spécialement reconnaissants aux Services du Secrétariat du Département des Forêts d'avoir préparé le texte final et à Madame Liliana Tomagian-Polisano pour son travail de secrétariat.

Le Département des Forêts de la FAO témoigne sa gratitude à la School of Renewable Natural Resources, Université d'Arizona, pour sa coopération et son soutien dans ce travail d'édition.

Les Editeurs

Samuel H. Kunkle, Département des Forêts de la FAO et John L. Thames, Consultant FAO, Université d'Arizona

 

AVANT - PROPOS

Dans un grand nombre de régions du globe qui furent la proie de la famine ces dernières années, l'eau appariait comme ayant été le facteur critique. Les sécheresses et inondations que l'on a alors signalées auraient, presque partout, pu être en grande partie évitées, si les connaissances dont nous disposons aujourd'hui avaient été suffisamment diffusées et convenablement utilisées. Malheureusement, l' "Homo sapiens" semble incapable de retenir lies leçons de l'histoire. Et cela en dépit de toutes les terres dévastées qui, dans le monde entier, témoignent des catastrophes qu'une gestion ou une utilisation malencontreuses provoque, là où les conditions écologiques sont difficiles.

L'importance de l'eau dans les régions arides n'est plus à démontrer. Rappelons néanmoins que, même sous les tropiques humides qui semblent être gratifiés d'une pluviométrie abondante, il s'est produit souvent de longues périodes de pénurie d'eau. Précisément parce que l'humanité n'a pas toujours su estimer les interactions entre les divers facteurs de l'écosystème, ou en tenir suffisamment compte.

Dans beaucoup de pays, le défrichement des terrains de montagne pour leur mise en culture a détruit le couvert végétal au point de transformer en torrent le débit des rivières en saison des pluies et de le réduire à un filet d'eau en saison sèche. D'où des inondations dans la première période et des sécheresses dans la seconde, avec souvent pour conséquence des récoltes déficitaires suivies de famine, de malnutrition et de leur cortège de misère.

La solution simpliste habituelle la plus fréquemment proposée et, malheureusement, mise en pratique dans de tels cas consiste à élever des barrages pour régulariser le débit des cours d'eau et protéger les terres d'aval, considérées comme les plus intéressantes. Cependant l'efficacité de ces barrages n'a fort souvent qu'une existence assez brève, par suite des dépôts qu'entraîne l'érosion des biefs supérieurs dégarnis de leur couvert. Aussi, les quelques avantages à court terme procurés par ces barrages n'apportentils aucune amélioration durable à l'ensemble du système et, conséquence à la fois plus importante et plus fâcheuse, la sécurité provisoire qu'offrent ces ouvrages risque de déterminer un surdéveloppement précaire dans les biefs inférieurs des cours d'eau.

Pour que son efficacité soit durable, la mise en valeur des ressources du sol et des eaux doit être précédée d'une planification globale de l'utilisation des terres. L'élaboration de 'ces plans devra tenir compte des qualités des ressources en terre et en eau, et aussi des facteurs socio-économiques qui influent sur le développement des habitants de la zone, en général, et sur le mode d'utilisation de la terre en particulier. En outre, il faudrait apporter au fonctionnement de ces programmes un appui permanent. Sans contrôle adéquat de l'utilisation des ressources en terre et en eau, leur surdéveloppement technologique risque d'aboutir à la longue à un sous-développement régional ou national. Enfin, c'est la totalité du système des res sources en sols et en eaux, en amont comme en aval, que l'on doit considérer, ainsi que les bénéfices interdépendants que l'on peut obtenir par une juste application des techniques modernes.

Au moyen des documents contenus dans les trois volumes de cette série, no-us nous sommes proposés de transmettre une partie de l'expérience des au, teurs, hommes de science ou techniciens, oui, au cours de l'aménagement de bassins versants dans les pays en développement, ont été largement associés à certains problèmes de conservation du sol et de l'eau. Nous nous sommes tout particulièrement efforcés de donner une idée générale de l'expérience que ces auteurs ont accumulée dans le monde entier. Pour conclure, notre voeu sera que les planificateurs et exécutants des pays en voie de développeinent trouvent à cette série d'études une valeur pratique.

K. F. S. King

Sous-directeur général Département des forêts

Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture

PREFACE

Ce "Guide de le. Conservation des Ressources Naturelles" que publie la FAO, se présente sous forme de séries d'articles, qui traitent d'exemples pratiques ou d'études spécifiques de conservation et de protection des ressources naturelles dans différentes régions du globe. Leur contenu porte essentiellement sur les forêts, les parcours pastoraux, les terrains accidentés, ainsi que toutes les zones où le revenu de l'utilisation du sol reste marginal et où la dégradation pose des problèmes, ou encore lorsque la protection de la ressource est (ou devrait être) un objectif majeur. C'est sur les techniques qui peuvent être utiles aux pays en voie de développement que ces documents insistent particulièrement.

Ce "Guide de la Conservation des Ressources Naturelles" comprend les volumes, suivants:

No 1: - "AMENAGEMENT DES BASSINS VERSANTS". Cette série d'articles analyse les principes d'aménagement et de conservation des bassins versants et illustre les méthodes pratiques sur: les études et inventaires de l'érosion et de la dégradation; la prévision de l'érosion; la correction des ravines; l'utilisation des techniques de télédétection pour l'aménagement des bassins versants; la protection anti-érosive des pistes forestières; l'analyse des incidences sur l'environnement; les procédés de terrassement; la restauration des pentes abruptes; la protection contre les glissements de terrain.

No 2: "TECHNIQUES HYDROLOGIQUES DE CONSERVATION DES TERRES ET DES EAUX EN MONTAGNE". Dans cette série d'articles sont analysés certains aspects d'hydrologie forestière et d'autres questions intéressant essentiellement les régions montagneuses. Les exemples portent sur: l'estimation du ruissellement in situ; la correction des torrents; l'estimation de l'infiltration; l'étude de l'enneigement en montagne comme source d'eau; l'évaluation de la dégradation des terres en montagne; le recyclage des eaux usées en forêt; l'évaluation de la qualité des eaux courantes; l'évapotranspiration végétale; les méthodes de calcul de la sédimentation dans les retenues de barrages.

No 3: "CONSERVATION DES RESSOURCES NATURELLES EN ZONES ARIDES ET SEMIARIDES". Ces articles sont sélectionnés en vue d'étudier le phénomène de "désertisation", avec des exemples sur: l'établissement des rideaux-abris; le boisement des dunes; l'évaluation de l'érosion; l'utilisation du terrassement pour le reboisement -des pentes; la restauration des parcours à bétail; la captation des eaux de pluie; les techniques d'aménagement de la couverture végétale.

No 4: "NOTES SPÉCIALES SUR LES TECHNIQUES DE CONSERVATION DES RESSOURCES NATURELLES". Il s'agit d'un assortiment d'articles plus spécialisés ou axés sur la recherche, ayant pour sujets: la lutte contre les incendies de forêt; le contrôle de l'enneigement en haute montagne; l'utilisation des paillis pour la restauration des sols; les techniques de recherche pour l'estimation de la température du sol.

 

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