الموارد المائية (1): دورة الماء والحصيلة المائية للحوض المائي

أهداف الدرس

في نهاية هذا الدرس، ينبغي أن تكون قادرًا على:

تحديد خزانات الماء على الأرض وأحجامها النسبية، وحساب مدة مكوث الماء في خزان وتأويلها.
وصف تدفقات دورة الماء (التبخر، النتح، التكاثف، التساقطات، الجريان السطحي، التسرب) ومصادر الطاقة المحركة لها.
تفسير تقسيم التساقطات على اليابسة بين التبخر-النتح والجريان والتسرب، والعوامل المتحكمة فيه.
التمييز بين التبخر-النتح الممكن والتبخر-النتح الفعلي.
تعريف الحوض المائي وحدوده، والتمييز بين الحوض الطبوغرافي والحوض الهيدروجيولوجي.
كتابة معادلة الحصيلة المائية لحوض وحساب سمك الماء المصرَّف ومعامل الجريان وعجز الجريان انطلاقًا من معطيات.

1. الماء: مورد جيولوجي متجدد

مجموع الماء على الأرض يشكّل الغلاف المائي (hydrosphère)، في حالاته الثلاث.
خلافًا للخامات والفحم والبترول (الدروس 190–193)، التي تكوّنت خلال ملايين السنين ولا تتجدد على السلم البشري، يتجدد الماء باستمرار لأنه يدور بين خزانات مختلفة.
لكن هذا التجدد ليس متساويًا: يرتبط بمدة بقاء الماء في كل خزان. لذلك فإن مفهوم مدة المكوث هو مفتاح التمييز بين ماء متجدد بسرعة وماء شبه غير متجدد.

2. خزانات الماء على الأرض

2.1 التوزيع

الخزان	النسبة التقريبية من الماء الكلي	ملاحظة
المحيطات والبحار	≈ 96,5 %	ماء مالح
الجليد (القلنسوات الجليدية والكتل الجليدية)	≈ 1,7 %	أكبر مخزون للماء العذب (≈ 70 % منه)
المياه الجوفية (المدخرات المائية التحأرضية)	≈ 1,7 %	نحو نصفها عذب؛ ≈ 30 % من الماء العذب
البحيرات	≈ 0,01 %	عذبة ومالحة
رطوبة التربة	≈ 0,001 %
الغلاف الجوي	≈ 0,001 %	بخار الماء
الأنهار	≈ 0,0002 %

الاستنتاج: الماء العذب لا يمثّل سوى ≈ 2,5 % من ماء الأرض، ومعظمه جليد. أما الماء العذب السائل القابل للاستعمال فأغلبه جوفي، والمياه السطحية (أنهار وبحيرات عذبة) لا تمثّل إلا جزءًا ضئيلًا منه. هذا ما يجعل المياه الجوفية موضوعًا مركزيًا في الدروس الموالية.

2.2 مدة المكوث

الخزان	مدة المكوث (رتبة تقريبية)
الغلاف الجوي	≈ 8–10 أيام
الأنهار	أسابيع
رطوبة التربة	أسابيع إلى أشهر
البحيرات	سنوات إلى عقود
المياه الجوفية	من أسابيع (سدائم ضحلة) إلى آلاف السنين (سدائم عميقة)
المحيطات	≈ آلاف السنين
القلنسوات الجليدية	عشرات آلاف السنين

المبدأ المفسِّر: كلما كانت مدة المكوث أطول، كان تجدد الماء أبطأ، وكانت آثار الاستغلال المفرط أو التلوث أدوم. الغلاف الجوي الصغير يتجدد عشرات المرات في السنة، بينما قد تكون المياه الجوفية العميقة مياهًا أحفورية (eaux fossiles) تراكمت في مناخات قديمة أكثر رطوبة: استغلالها يشبه استغلال منجم لا مورد متجدد.

3. تدفقات دورة الماء

3.1 العمليات

العملية	التعريف
التبخر (évaporation)	انتقال الماء من الحالة السائلة إلى البخار من سطح المحيطات والبحيرات والتربة
النتح (transpiration)	خروج بخار الماء من النباتات عبر الثغور
التبخر-النتح (évapotranspiration)	مجموع التبخر والنتح على سطح اليابسة (يصعب الفصل بينهما في القياس)
التكاثف (condensation)	تحوّل بخار الماء إلى قطيرات أو بلورات عند التبريد، فتتكوّن السحب
التساقطات (précipitations)	سقوط الماء من الغلاف الجوي: أمطار، ثلوج، برَد
الجريان السطحي (ruissellement)	سيلان الماء على سطح الأرض نحو المجاري المائية
التسرب (infiltration)	دخول الماء في التربة ثم في الصخور، وقد يغذي المياه الجوفية

3.2 المحرّكان

الطاقة الشمسية: تزوّد التبخر بالطاقة (الحرارة الكامنة للتبخر)، وتحرّك الدورة الجوية التي تنقل بخار الماء.
الجاذبية: تحرّك التساقطات والجريان والتسرب وتدفق المياه الجوفية نحو الأسفل.

3.3 الحصيلة العالمية: لماذا تجري الأنهار؟

التدفق	القيمة التقريبية (km³/سنة)
التبخر من المحيطات	≈ 425 000
التساقطات على المحيطات	≈ 385 000
التساقطات على اليابسة	≈ 110 000
التبخر-النتح على اليابسة	≈ 70 000
الجريان من اليابسة نحو المحيطات	≈ 40 000

الاستدلال: المحيطات تفقد بالتبخر أكثر مما تستقبل بالتساقطات (فائض ≈ 40 000 km³/سنة)؛ هذا الفائض ينتقل بالغلاف الجوي نحو اليابسة، حيث تفوق التساقطاتُ التبخرَ-النتحَ بنفس المقدار، فيعود إلى المحيطات عبر الجريان (السطحي والجوفي). الجريان القاري هو التعبير عن توازن الدورة: هو نفسه المورد المائي المتجدد القابل للاستعمال.

صورة 1 — قيد الإعداد

وصف الوثيقة

خطاطة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector) بألوان هادئة متباينة، تعرض مقطعًا جانبيًا من محيط أزرق على اليمين إلى قارة على اليسار بها جبل مكسو بالثلج وغابة ونهر وبحيرة. فوق المحيط أسهم صاعدة مسماة «التبخر ≈ 425 000 km³/سنة» وسحب، وأسهم مطر نازلة على المحيط مسماة «التساقطات ≈ 385 000». سهم أفقي في الغلاف الجوي من المحيط نحو القارة مسمى «نقل بخار الماء ≈ 40 000». فوق القارة مطر نازل مسمى «التساقطات ≈ 110 000» وأسهم صاعدة من الأشجار والتربة مسماة «التبخر-النتح ≈ 70 000». على سطح القارة سهم على طول النهر نحو المحيط مسمى «الجريان السطحي»، وأسهم نازلة في التربة مسماة «التسرب»، وتحت الأرض طبقة زرقاء فاتحة مسماة «مياه جوفية» مع سهم منحن نحو المحيط مسمى «جريان جوفي»، والجريانان معًا مسميان «الجريان ≈ 40 000». شمس في الأعلى مع تسمية «الطاقة الشمسية» وسهم نازل مسمى «الجاذبية». خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح، دقة علمية

4. مصير التساقطات على اليابسة

4.1 ثلاث وجهات

تتقاسم التساقطات الواصلة إلى اليابسة ثلاث وجهات: العودة إلى الغلاف الجوي (التبخر-النتح)، الجريان السطحي نحو المجاري المائية، والتسرب نحو التربة والمياه الجوفية. الماء المتسرب قد يعود جزئيًا إلى السطح بالتبخر-النتح أو عبر العيون، أو يغذي السدائم المائية.

4.2 العوامل المتحكمة في التقسيم بين الجريان والتسرب

العامل	يرفع الجريان السطحي	يرفع التسرب
نفاذية التربة والصخور	صخور وتربة ضعيفة النفاذية (طين، صخور متبلورة غير متشققة)	صخور نفاذة (رمال، حجر جيري كارستي، صخور متشققة)
شدة التساقطات	أمطار عنيفة تفوق قدرة التسرب للتربة	أمطار معتدلة ومستمرة
الانحدار	منحدرات قوية	تضاريس مستوية
الغطاء النباتي	تربة عارية (تتصلب قشرتها السطحية)	غطاء نباتي يبطئ الماء ويحسّن بنية التربة
الحالة الأولية للتربة	تربة مشبعة مسبقًا	تربة جافة ذات قدرة استيعاب
التهيئة البشرية	التمدن (أسطح غير نفاذة)	مدرجات، أحواض تغذية اصطناعية

القاعدة المفسِّرة: يسيل الماء على السطح عندما تفوق شدة التساقطات قدرة التربة على التسرب، أو عندما تكون التربة مشبعة. (نفس العوامل تتحكم في التعرية المائية للتربة — الدرسان 198 و199.)

4.3 التبخر-النتح الممكن والفعلي

التبخر-النتح الممكن (ETP, évapotranspiration potentielle): كمية الماء التي يمكن أن تتبخر من سطح مغطى بالنبات لو كان الماء متوفرًا بدون حدود؛ يتحكم فيها المناخ (الحرارة، الإشعاع، الرياح، رطوبة الهواء).
التبخر-النتح الفعلي (ETR, évapotranspiration réelle): الكمية التي تتبخر فعلًا، وهي محدودة بالماء المتوفر.
ETR ≤ ETP دائمًا. في مناخ رطب ETR ≈ ETP؛ في مناخ جاف أو شبه جاف، ETP مرتفع جدًا لكن ETR محدود بالتساقطات: الفرق (ETP − ETR) يعبّر عن العجز المائي للوسط.

5. الحوض المائي وحصيلته

5.1 تعريف الحوض المائي

الحوض الطبوغرافي: تحدّه التضاريس السطحية؛ يصلح لتتبع المياه السطحية.
الحوض الهيدروجيولوجي: تحدّه بنية الصخور وتدفق المياه الجوفية، وقد لا يتطابق مع الحوض الطبوغرافي: طبقة نفاذة مائلة أو شبكة كارستية قد تنقل ماء تسرب في حوض طبوغرافي نحو عيون حوض مجاور.
الحوض المائي هو وحدة التدبير الطبيعية للموارد المائية (وهو المفهوم الذي تعتمده التوجيهات التربوية في دراسة مصادر الموارد المائية).

صورة 2 — قيد الإعداد

وصف الوثيقة

خطاطة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector)، تعرض كتلة ثلاثية الأبعاد (bloc-diagramme) لمنطقة جبلية. في الأعلى منظر لحوضين متجاورين تفصل بينهما سلسلة قمم، مع خط أحمر متقطع يتبع القمم مسمى «خط تقسيم المياه»، وشبكة أودية زرقاء تتجمع في نهر رئيسي ينتهي عند نقطة مسماة «المخرج»، والمساحة المظللة بالأخضر الفاتح مسماة «الحوض المائي الطبوغرافي». في الواجهة الأمامية للكتلة مقطع جيولوجي يُظهر طبقة حجر جيري زرقاء مائلة تمر تحت خط تقسيم المياه، مع أسهم زرقاء داخلها تنقل الماء المتسرب من الحوض الأيسر نحو عين في الحوض الأيمن، وتسمية «الحوض الهيدروجيولوجي لا يتطابق مع الحوض الطبوغرافي». خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح، دقة علمية

5.2 معادلة الحصيلة المائية

على مدى فترة معيّنة (غالبًا سنة هيدرولوجية)، يطبَّق مبدأ انحفاظ الكتلة على الحوض:

P = ETR + Q + I + ΔS

P: التساقطات؛
ETR: التبخر-النتح الفعلي؛
Q: الجريان عند المخرج (سطحي، مع الجزء الجوفي الذي يعود إلى النهر)؛
I: التسرب العميق الذي يغادر الحوض جوفيًا (تبادلات مع أحواض مجاورة)؛
ΔS: تغيّر المخزون (سدائم، بحيرات، رطوبة التربة، ثلوج).

تبسيط شائع: على مدى عدة سنوات، في حوض مغلق جوفيًا، يمكن اعتبار ΔS ≈ 0 وI ≈ 0، فتصبح: P = ETR + Q

التساقطات الفعالة (pluie efficace) = P − ETR: الجزء الذي يغذي الجريان والتسرب، أي المورد المائي المتجدد للحوض.
عجز الجريان (déficit d'écoulement) = P − Q: في التبسيط السابق يساوي ETR.
معامل الجريان (coefficient d'écoulement) = Q ÷ P.

5.3 مثال محلول

حوض مائي مساحته 500 km²، تساقطاته السنوية المتوسطة 400 mm، وصبيبه المتوسط عند المخرج 0,8 m³/s.

الحجم المصرَّف سنويًا: 0,8 × 31 536 000 s ≈ 25,2 × 10⁶ m³.
سمك الماء المصرَّف: 25,2 × 10⁶ ÷ (500 × 10⁶ m²) ≈ 0,050 m ≈ 50 mm.
معامل الجريان: 50 ÷ 400 ≈ 12,5 %.
عجز الجريان (≈ ETR بافتراض ΔS ≈ 0 وI ≈ 0): 400 − 50 = 350 mm، أي ≈ 87 % من التساقطات تعود إلى الغلاف الجوي.

التأويل: حوض ذو مناخ شبه جاف، يفقد أغلب مائه بالتبخر-النتح. وإذا تبيّن أن ETR المقيس أقل من 350 mm، فهذا يدل على أن جزءًا من الماء يغادر الحوض جوفيًا (I > 0) أو يتراكم فيه (ΔS > 0).

6. السياق المغربي: مناخ يُضعف المورد

يغلب على معظم التراب الوطني مناخ شبه جاف إلى جاف، فيكون ETP مرتفعًا ويستهلك التبخر-النتح الجزء الأكبر من التساقطات؛ فالتساقطات الفعالة، أي المورد المتجدد، لا تمثّل إلا جزءًا محدودًا منها.
التساقطات غير منتظمة بقوة من سنة لأخرى ومن فصل لآخر، ومتفاوتة مجاليًا (أغزر في الشمال والمرتفعات، أضعف في الجنوب والشرق). تتعاقب سنوات الجفاف، وتكون الأمطار أحيانًا عنيفة فترفع الجريان السطحي والتعرية على حساب التسرب.
لذلك تُعدّ المياه الجوفية (بفضل مدة مكوثها الطويلة التي تُليّن تقلبات التساقطات) والسدود (التي تخزّن الجريان السطحي) ركيزتين للتدبير، وهما محور الدروس الموالية (195–197) ودرسي التعرية وتوحّل السدود (198–199).

7. أخطاء شائعة وفخاخ المباراة

الخطأ	التصويب
الاعتقاد بأن المياه السطحية هي المخزون الرئيسي للماء العذب السائل	المياه الجوفية تمثّل الجزء الأكبر منه
اعتبار كل المياه الجوفية متجددة بسرعة	مدة المكوث قد تبلغ آلاف السنين (مياه أحفورية)
الخلط بين ETP وETR	ETP ممكن محدود بالمناخ؛ ETR فعلي محدود بالماء المتوفر؛ ETR ≤ ETP
اعتبار الجريان السطحي محكومًا بكمية التساقطات وحدها	تتحكم فيه الشدة والنفاذية والانحدار والغطاء النباتي والتشبع
الاعتقاد بأن الحوض الهيدروجيولوجي يطابق دائمًا الحوض الطبوغرافي	قد تنقل الطبقات النفاذة أو الكارست الماء تحت خط تقسيم المياه
جمع أو طرح قيم بوحدات مختلفة في الحصيلة	تحويل كل المكونات إلى سمك ماء (mm) على مساحة الحوض
اعتبار عجز الجريان مساويًا دائمًا لـ ETR	لا يصح ذلك إلا إذا كان ΔS ≈ 0 وI ≈ 0
اعتبار دورة الماء مدفوعة بالجاذبية وحدها	الطاقة الشمسية تحرّك التبخر والنقل الجوي؛ الجاذبية تحرّك التساقطات والجريان

8. معجم المصطلحات

الفرنسية	العربية
Hydrosphère	الغلاف المائي
Cycle de l'eau	دورة الماء
Réservoir / Temps de résidence	الخزان / مدة المكوث
Eaux souterraines	المياه الجوفية (المدخرات المائية التحأرضية)
Eaux fossiles	مياه أحفورية
Évaporation / Transpiration / Évapotranspiration	التبخر / النتح / التبخر-النتح
ETP / ETR	التبخر-النتح الممكن / الفعلي
Condensation / Précipitations	التكاثف / التساقطات
Ruissellement / Infiltration	الجريان السطحي / التسرب
Bassin versant	الحوض المائي
Ligne de partage des eaux	خط تقسيم المياه
Exutoire	المخرج
Bilan hydrologique	الحصيلة المائية
Lame d'eau	سمك الماء
Pluie efficace	التساقطات الفعالة
Déficit d'écoulement	عجز الجريان
Coefficient d'écoulement	معامل الجريان
Débit	الصبيب

9. خلاصة

الماء مورد متجدد لأنه يدور بين خزانات، لكن سرعة تجدده تتحدد بـ مدة المكوث = الحجم ÷ التدفق.
المحيطات ≈ 96,5 % من الماء؛ الماء العذب ≈ 2,5 %، أغلبه جليد، وأغلب الماء العذب السائل جوفي.
الدورة تحرّكها الطاقة الشمسية (تبخر، نقل جوي) والجاذبية (تساقطات، جريان، تسرب)؛ فائض التبخر المحيطي ≈ 40 000 km³/سنة يعود من اليابسة بالجريان، وهو المورد المتجدد.
على اليابسة تتقاسم التساقطاتِ ثلاثُ وجهات: التبخر-النتح، الجريان السطحي، التسرب؛ ويحدث الجريان عندما تفوق شدة الأمطار قدرة التسرب.
ETR ≤ ETP؛ في المناخ الجاف يحدّ الماء المتوفر من ETR.
الحوض المائي يحدّه خط تقسيم المياه وله مخرج واحد؛ قد يختلف الحوض الهيدروجيولوجي عن الطبوغرافي.
الحصيلة: P = ETR + Q + I + ΔS، وتُبسَّط إلى P = ETR + Q على المدى الطويل؛ التساقطات الفعالة = P − ETR؛ الحساب يتم بسمك الماء (mm).

الدرس الموالي

الدرس 195 — الموارد المائية (2): الحملاء وأنواع السدائم المائية. نتتبع الماء المتسرب داخل الصخور: ما الذي يجعل صخرة حملاءً (aquifère)؟ وكيف تنتظم السدائم المائية الحرة والأسيرة وشبه الأسيرة، وكيف تتغذى وتتجدد؟

Ressources en eau (1) : le cycle de l'eau et le bilan hydrologique du bassin versant

Objectifs de la leçon

À la fin de cette leçon, vous devez être capable de :

identifier les réservoirs d'eau de la Terre et leurs volumes relatifs, calculer le temps de résidence de l'eau dans un réservoir et l'interpréter ;
décrire les flux du cycle de l'eau (évaporation, transpiration, condensation, précipitations, ruissellement, infiltration) et les sources d'énergie qui les animent ;
expliquer le partage des précipitations sur les continents entre évapotranspiration, ruissellement et infiltration, et les facteurs qui le contrôlent ;
distinguer évapotranspiration potentielle et évapotranspiration réelle ;
définir le bassin versant et ses limites, et distinguer bassin topographique et bassin hydrogéologique ;
écrire l'équation du bilan hydrologique d'un bassin et calculer la lame d'eau écoulée, le coefficient d'écoulement et le déficit d'écoulement à partir de données.

1. L'eau : une ressource géologique renouvelable

L'ensemble de l'eau terrestre, sous ses trois états, constitue l'hydrosphère.
Contrairement aux minerais, au charbon et au pétrole (leçons 190–193), formés en des millions d'années et non renouvelables à l'échelle humaine, l'eau se renouvelle en permanence parce qu'elle circule entre différents réservoirs.
Mais ce renouvellement n'est pas uniforme : il dépend de la durée de séjour de l'eau dans chaque réservoir. La notion de temps de résidence est donc la clé pour distinguer une eau rapidement renouvelée d'une eau quasi non renouvelable.

2. Les réservoirs d'eau de la Terre

2.1 La répartition

Réservoir	Proportion approximative de l'eau totale	Remarque
Océans et mers	≈ 96,5 %	Eau salée
Glaces (calottes et glaciers)	≈ 1,7 %	Principal stock d'eau douce (≈ 70 % de celle-ci)
Eaux souterraines	≈ 1,7 %	Environ la moitié est douce ; ≈ 30 % de l'eau douce
Lacs	≈ 0,01 %	Doux et salés
Humidité des sols	≈ 0,001 %
Atmosphère	≈ 0,001 %	Vapeur d'eau
Rivières	≈ 0,0002 %

Conclusion : l'eau douce ne représente qu'environ 2,5 % de l'eau terrestre, essentiellement sous forme de glace. L'eau douce liquide utilisable est surtout souterraine, les eaux de surface (rivières et lacs d'eau douce) n'en représentant qu'une infime partie. C'est ce qui fait des eaux souterraines un sujet central des leçons suivantes.

2.2 Le temps de résidence

Réservoir	Temps de résidence (ordre de grandeur)
Atmosphère	≈ 8–10 jours
Rivières	Semaines
Humidité des sols	Semaines à mois
Lacs	Années à décennies
Eaux souterraines	De semaines (nappes superficielles) à des milliers d'années (nappes profondes)
Océans	≈ milliers d'années
Calottes glaciaires	Dizaines de milliers d'années

Principe explicatif : plus le temps de résidence est long, plus le renouvellement de l'eau est lent, et plus les effets d'une surexploitation ou d'une pollution sont durables. La petite atmosphère se renouvelle des dizaines de fois par an, tandis que des eaux souterraines profondes peuvent être des eaux fossiles, accumulées sous des climats anciens plus humides : les exploiter revient à exploiter une mine et non une ressource renouvelable.

3. Les flux du cycle de l'eau

3.1 Les processus

Processus	Définition
Évaporation	Passage de l'eau de l'état liquide à l'état de vapeur à partir de la surface des océans, des lacs et des sols
Transpiration	Sortie de vapeur d'eau des plantes par les stomates
Évapotranspiration	Somme de l'évaporation et de la transpiration à la surface des continents (difficiles à séparer dans la mesure)
Condensation	Transformation de la vapeur d'eau en gouttelettes ou en cristaux par refroidissement : formation des nuages
Précipitations	Chute de l'eau de l'atmosphère : pluie, neige, grêle
Ruissellement	Écoulement de l'eau à la surface du sol vers les cours d'eau
Infiltration	Pénétration de l'eau dans le sol puis dans les roches, pouvant alimenter les eaux souterraines

3.2 Les deux moteurs

L'énergie solaire : elle fournit l'énergie de l'évaporation (chaleur latente de vaporisation) et anime la circulation atmosphérique qui transporte la vapeur d'eau.
La gravité : elle anime les précipitations, le ruissellement, l'infiltration et l'écoulement des eaux souterraines vers le bas.

3.3 Le bilan global : pourquoi les rivières coulent-elles ?

Flux	Valeur approximative (km³/an)
Évaporation sur les océans	≈ 425 000
Précipitations sur les océans	≈ 385 000
Précipitations sur les continents	≈ 110 000
Évapotranspiration sur les continents	≈ 70 000
Écoulement des continents vers les océans	≈ 40 000

Raisonnement : les océans perdent par évaporation plus qu'ils ne reçoivent par les précipitations (excédent ≈ 40 000 km³/an) ; cet excédent est transféré par l'atmosphère vers les continents, où les précipitations dépassent l'évapotranspiration de la même quantité, qui retourne aux océans par l'écoulement (superficiel et souterrain). L'écoulement continental est l'expression de l'équilibre du cycle : c'est précisément la ressource en eau renouvelable utilisable.

Image 1 — en préparation

Description

Schéma scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, couleurs sobres et contrastées, présentant une coupe latérale allant d'un océan bleu à droite à un continent à gauche portant une montagne enneigée, une forêt, une rivière et un lac. Au-dessus de l'océan, des flèches ascendantes légendées « Évaporation ≈ 425 000 km³/an » et des nuages, et des flèches de pluie descendant sur l'océan légendées « Précipitations ≈ 385 000 ». Une flèche horizontale dans l'atmosphère de l'océan vers le continent légendée « Transfert de vapeur ≈ 40 000 ». Sur le continent, une pluie descendante légendée « Précipitations ≈ 110 000 » et des flèches ascendantes depuis les arbres et le sol légendées « Évapotranspiration ≈ 70 000 ». À la surface du continent, une flèche le long de la rivière vers l'océan légendée « Ruissellement », des flèches descendant dans le sol légendées « Infiltration », et sous terre une couche bleu clair légendée « Eaux souterraines » avec une flèche courbe vers l'océan légendée « Écoulement souterrain », les deux écoulements étant légendés ensemble « Écoulement ≈ 40 000 ». Un soleil en haut légendé « Énergie solaire » et une flèche descendante légendée « Gravité ». Fond blanc, annotations en français, exactitude scientifique

4. Le devenir des précipitations sur les continents

4.1 Trois destinations

Les précipitations qui atteignent les continents se partagent entre trois destinations : le retour à l'atmosphère (évapotranspiration), le ruissellement vers les cours d'eau et l'infiltration vers le sol et les eaux souterraines. L'eau infiltrée peut en partie revenir en surface par évapotranspiration ou par des sources, ou alimenter les nappes.

4.2 Les facteurs contrôlant le partage entre ruissellement et infiltration

Facteur	Favorise le ruissellement	Favorise l'infiltration
Perméabilité des sols et des roches	Roches et sols peu perméables (argiles, roches cristallines non fissurées)	Roches perméables (sables, calcaires karstiques, roches fissurées)
Intensité des précipitations	Pluies violentes dépassant la capacité d'infiltration du sol	Pluies modérées et durables
Pente	Pentes fortes	Relief plat
Couvert végétal	Sol nu (dont la surface se croûte)	Couvert végétal qui freine l'eau et améliore la structure du sol
État initial du sol	Sol déjà saturé	Sol sec, avec une capacité de stockage
Aménagement humain	Urbanisation (surfaces imperméables)	Terrasses, bassins de recharge artificielle

Règle explicative : l'eau ruisselle lorsque l'intensité des précipitations dépasse la capacité d'infiltration du sol, ou lorsque le sol est saturé. (Les mêmes facteurs contrôlent l'érosion hydrique des sols — leçons 198 et 199.)

4.3 Évapotranspiration potentielle et réelle

Évapotranspiration potentielle (ETP) : quantité d'eau qui pourrait s'évaporer d'une surface couverte de végétation si l'eau était disponible sans limite ; elle dépend du climat (température, rayonnement, vent, humidité de l'air).
Évapotranspiration réelle (ETR) : quantité qui s'évapore effectivement, limitée par l'eau disponible.
ETR ≤ ETP toujours. En climat humide ETR ≈ ETP ; en climat aride ou semi-aride, l'ETP est très élevée mais l'ETR est limitée par les précipitations : la différence (ETP − ETR) exprime le déficit hydrique du milieu.

5. Le bassin versant et son bilan

5.1 Définition du bassin versant

Bassin topographique : limité par le relief de surface ; il convient pour suivre les eaux de surface.
Bassin hydrogéologique : limité par la structure des roches et l'écoulement souterrain ; il peut ne pas coïncider avec le bassin topographique : une couche perméable inclinée ou un réseau karstique peut transférer l'eau infiltrée dans un bassin topographique vers les sources d'un bassin voisin.
Le bassin versant est l'unité naturelle de gestion des ressources en eau (c'est la notion retenue par les orientations pédagogiques pour l'étude des sources des ressources en eau).

Image 2 — en préparation

Description

Schéma scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, présentant un bloc-diagramme en trois dimensions d'une région montagneuse. En surface, deux bassins voisins séparés par une chaîne de crêtes, avec une ligne rouge tiretée suivant les sommets légendée « Ligne de partage des eaux », un réseau de ravins bleus convergeant vers une rivière principale aboutissant à un point légendé « Exutoire », et la surface ombrée en vert clair légendée « Bassin versant topographique ». Sur la face avant du bloc, une coupe géologique montre une couche de calcaire bleue inclinée passant sous la ligne de partage des eaux, avec des flèches bleues à l'intérieur transférant l'eau infiltrée du bassin de gauche vers une source dans le bassin de droite, légende « Le bassin hydrogéologique ne coïncide pas avec le bassin topographique ». Fond blanc, annotations en français, exactitude scientifique

5.2 L'équation du bilan hydrologique

Sur une période donnée (souvent une année hydrologique), on applique au bassin le principe de conservation de la masse :

P = ETR + Q + I + ΔS

P : précipitations ;
ETR : évapotranspiration réelle ;
Q : écoulement à l'exutoire (superficiel, avec la part souterraine qui rejoint la rivière) ;
I : infiltration profonde quittant le bassin par voie souterraine (échanges avec des bassins voisins) ;
ΔS : variation des stocks (nappes, lacs, humidité du sol, neige).

Simplification courante : sur plusieurs années, dans un bassin fermé du point de vue souterrain, on peut considérer ΔS ≈ 0 et I ≈ 0, d'où : P = ETR + Q

Pluie efficace = P − ETR : la part qui alimente l'écoulement et l'infiltration, c'est-à-dire la ressource en eau renouvelable du bassin.
Déficit d'écoulement = P − Q : dans la simplification précédente, il est égal à l'ETR.
Coefficient d'écoulement = Q ÷ P.

5.3 Exemple résolu

Un bassin versant de 500 km² reçoit des précipitations annuelles moyennes de 400 mm ; son débit moyen à l'exutoire est de 0,8 m³/s.

Volume écoulé par an : 0,8 × 31 536 000 s ≈ 25,2 × 10⁶ m³.
Lame d'eau écoulée : 25,2 × 10⁶ ÷ (500 × 10⁶ m²) ≈ 0,050 m ≈ 50 mm.
Coefficient d'écoulement : 50 ÷ 400 ≈ 12,5 %.
Déficit d'écoulement (≈ ETR en supposant ΔS ≈ 0 et I ≈ 0) : 400 − 50 = 350 mm, soit ≈ 87 % des précipitations qui retournent à l'atmosphère.

Interprétation : bassin sous climat semi-aride, qui perd la majeure partie de son eau par évapotranspiration. Si l'ETR mesurée s'avère inférieure à 350 mm, cela indique qu'une partie de l'eau quitte le bassin par voie souterraine (I > 0) ou s'y accumule (ΔS > 0).

6. Le contexte marocain : un climat qui fragilise la ressource

La majeure partie du territoire connaît un climat semi-aride à aride : l'ETP est élevée et l'évapotranspiration consomme l'essentiel des précipitations ; la pluie efficace, c'est-à-dire la ressource renouvelable, n'en représente qu'une part limitée.
Les précipitations sont fortement irrégulières d'une année à l'autre et d'une saison à l'autre, et inégalement réparties dans l'espace (plus abondantes au nord et sur les reliefs, plus faibles au sud et à l'est). Les années sèches se succèdent, et les pluies sont parfois violentes, ce qui favorise le ruissellement et l'érosion au détriment de l'infiltration.
D'où le rôle de pilier des eaux souterraines (dont le long temps de résidence amortit les fluctuations des précipitations) et des barrages (qui stockent l'écoulement de surface), objets des leçons suivantes (195–197) et des leçons sur l'érosion et l'envasement des retenues (198–199).

7. Erreurs fréquentes et pièges du concours

Erreur	Correction
Croire que les eaux de surface constituent le principal stock d'eau douce liquide	Les eaux souterraines en représentent la plus grande part
Considérer toutes les eaux souterraines comme rapidement renouvelables	Le temps de résidence peut atteindre des milliers d'années (eaux fossiles)
Confondre ETP et ETR	L'ETP est potentielle, limitée par le climat ; l'ETR est réelle, limitée par l'eau disponible ; ETR ≤ ETP
Considérer que le ruissellement dépend seulement de la quantité de précipitations	Il dépend de l'intensité, de la perméabilité, de la pente, du couvert végétal et de la saturation
Croire que le bassin hydrogéologique coïncide toujours avec le bassin topographique	Les couches perméables ou le karst peuvent transférer l'eau sous la ligne de partage des eaux
Additionner ou soustraire des termes du bilan exprimés dans des unités différentes	Convertir tous les termes en lame d'eau (mm) sur la surface du bassin
Considérer le déficit d'écoulement comme toujours égal à l'ETR	Ce n'est vrai que si ΔS ≈ 0 et I ≈ 0
Considérer que le cycle de l'eau est animé par la seule gravité	L'énergie solaire anime l'évaporation et le transport atmosphérique ; la gravité anime les précipitations et l'écoulement

8. Glossaire

Français	Arabe
Hydrosphère	الغلاف المائي
Cycle de l'eau	دورة الماء
Réservoir / Temps de résidence	الخزان / مدة المكوث
Eaux souterraines	المياه الجوفية (المدخرات المائية التحأرضية)
Eaux fossiles	مياه أحفورية
Évaporation / Transpiration / Évapotranspiration	التبخر / النتح / التبخر-النتح
ETP / ETR	التبخر-النتح الممكن / الفعلي
Condensation / Précipitations	التكاثف / التساقطات
Ruissellement / Infiltration	الجريان السطحي / التسرب
Bassin versant	الحوض المائي
Ligne de partage des eaux	خط تقسيم المياه
Exutoire	المخرج
Bilan hydrologique	الحصيلة المائية
Lame d'eau	سمك الماء
Pluie efficace	التساقطات الفعالة
Déficit d'écoulement	عجز الجريان
Coefficient d'écoulement	معامل الجريان
Débit	الصبيب

9. Bilan

L'eau est une ressource renouvelable parce qu'elle circule entre des réservoirs, mais sa vitesse de renouvellement est fixée par le temps de résidence = volume ÷ flux.
Les océans représentent ≈ 96,5 % de l'eau ; l'eau douce ≈ 2,5 %, surtout glace, et l'essentiel de l'eau douce liquide est souterrain.
Le cycle est animé par l'énergie solaire (évaporation, transport atmosphérique) et la gravité (précipitations, ruissellement, infiltration) ; l'excédent d'évaporation océanique ≈ 40 000 km³/an revient des continents par l'écoulement : c'est la ressource renouvelable.
Sur les continents, les précipitations se partagent entre évapotranspiration, ruissellement et infiltration ; le ruissellement se produit lorsque l'intensité de la pluie dépasse la capacité d'infiltration.
ETR ≤ ETP ; en climat aride, l'eau disponible limite l'ETR.
Le bassin versant est limité par la ligne de partage des eaux et possède un exutoire unique ; le bassin hydrogéologique peut différer du bassin topographique.
Bilan : P = ETR + Q + I + ΔS, simplifié en P = ETR + Q sur le long terme ; pluie efficace = P − ETR ; le calcul se fait en lame d'eau (mm).

Leçon suivante

Leçon 195 — Ressources en eau (2) : aquifères et types de nappes. On suit l'eau infiltrée à l'intérieur des roches : qu'est-ce qui fait d'une roche un aquifère ? Comment s'organisent les nappes libres, captives et semi-captives, et comment s'alimentent-elles et se renouvellent-elles ?