ETUDE DU FONCTIONNEMENT HYDRODYNAMIQUE ET PHYSICO-CHIMIQUE DE L’AQUIFERE PROFOND DU PLATEAU DE MBÉ AU POOL-NORD.

This study contributes to improving hydrodynamic and physico-chemical knowledge of the deep aquifer of the Mbé Plateau with a view to identifying the optimal conditions for its sustainable exploitation and the rational management of the available resource.To this end, monthly piezometric monitoring during the hydrological year, between September 2017 and August 2018, with a network of four (04) boreholes, one well for groundwater and three (03) rivers for water bodies, enabled us to establish an initial piezometric map of the Mbé Plateau. In addition, the analysis of the technical data sheets and logs of the Imvouba borehole gave us the possibility to locate the deep aquifer in this unit of the Batéké Plateaux and the study also shows us that the aquifer is in equilibrium, drained (direction of flow) by the large rivers that cut into this plateau, notably: the Léfini River in the north, the Congo River in the east and south and finally, the Louna River in the northwest and the Maty-Djiri River in the southwest. This drainage ensures the sustainability of these rivers throughout the hydrological year.The physico-chemical characterization of the waters of the study area is carried out from one hundred and twenty (120) water samples taken between November 2017 and August 2018 in ten months (season of great rains with a seasonal intercalation between mid-January and the end of February called the small dry season, resumption of rains between March and May which designates the small rainy season and finally, the cessation of rains which marks the great dry season). Four (04) boreholes in the villages (Massa; Dieu Le Veut; Ingha and Ivoumba), three (03) rivers (La Maty, La Mary and La Gamboma) and one (01) well (Ignié) were sampled during this study. The study of these waters was based on parameters measured in-situ (temperature, TDS, pH, EC, dissolved oxygen, dissolved total iron and salinity) and in the laboratory in particular: hardness, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, NH4+, Cu2+, Fe2+, Pb2+, Cd2+, Mn2+, Cl-, HCO3-, SO42-, NO3-, PO43- and alkalinity. The elements measured in situ were checked in the laboratory to confirm the results. The results obtained show that the values of the measurements of the physico-chemical parameters of the waters analysed all comply with the standards prescribed by the WHO for drinking water, except for the temperature, which was found to be abnormal with a mean of 27°C and a mean pH of 5.0, confirming the acidic nature of the waters throughout the study area. These results are processed from a hydrochemical method, using the diagrams: of Piper, Stabler, Schoeller Berkaloff, Stiff, Wilcox and classical statistical methods with XLSTAT 2016 software. The analysis allowed us to highlight the predominance of global chloride and sulfate calcium and magnesium chemical facies in these waters of the Mbé plateau. The dominant ions are chlorides for the anions and magnesium for the cations.Finally, the hydrodynamic modelling of the deep water table provides data that is essential for the rational management of this resource, which is essential for sustainable development in this area. The results obtained are encouraging and are in line with parameters such as piezometry measured in the field. However, the main limitations of the model are for the moment partly linked to the insufficiency of data on the hydrodynamic parameters (transmissivity, permeability, storage coefficient, etc.) covering the whole of this zone, chronicles of piezometry monitoring, meteorological stations and also the lack of knowledge of the geometry of the aquifer. Indeed, flow modelling requires all these data to achieve a more realistic result.Cette étude contribue à l’amélioration de la connaissance hydrodynamique et physico-chimique de l’aquifère profond du plateau de Mbé en vue de dégager les conditions optimales de leur exploitation durable et de la gestion rationnelle de la ressource disponible.Pour cela, un suivi piézométrique mensuelle pendant l’année hydrologique, entre septembre 2017 et août 2018 avec un réseau de quatre (04) forages, un puits pour les eaux souterraines et trois (03) rivières pour les plans d’eau, nous a permis d’établir une première carte piézométrique du plateau de Mbé. En plus, l’analyse des fiches techniques et diagraphiques du forage d’Imvouba, nous a donné la possiblité de situer l’aquifère profond dans cette unité des Plateaux batéké et l’étude nous montre aussi, que la nappe est en équilibre, drainée (sens d’écoulement) par les grandes rivières qui entaillent ce plateau, notamment : la Léfini au nord, le fleuve Congo à l’Est et au Sud et enfin, la Louna au Nord-Ouest et la Maty-Djiri au Sud-Ouest. Ce drainage assure la pérennité de ces cours d’eau pendant toute l’année hydrologique.La caractérisation physico-chimique des eaux de la zone d’étude est réalisée à partir de cent vingt (120) échantillons d’eau prélevés entre novembre 2017 et aout 2018 en dix mois (saison des grandes pluies avec une intercalation saisonnière entre mi-janvier et fin février dite petite saison sèche, reprise des pluies entre mars et mai qui désigne la petite saison des pluies et enfin, l’arrêt des pluies qui marque la grande saison sèche). Quatre (04) forages des villages (Massa ; Dieu Le Veut ; Ingha et Ivoumba), trois (03) rivières (La Maty ; La Mary et La Gamboma) et un (01) puits (Ignié) ont été échantillonnés durant cette étude. L’étude de ces eaux s’est basée sur des paramètres mesurés in-situ (la température, les TDS, le pH, la CE, l’oxygène dissous, le fer total dissous et la salinité) et au laboratoire notamment : la dureté, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, NH4+, Cu2+, Fe2+, Pb2+, Cd2+, Mn2+, Cl-, HCO3-, SO42-, NO3-, PO43- et alcalinité. Les éléments mesurés in situ ont fait l’objet d’un contrôle au laboratoire pour confirmer les résultats. Les résultats obtenus montrent que les valeurs des mesures des paramètres physico-chimiques des eaux analysées sont toutes conformes aux normes prescrites par l’OMS pour l’eau de boisson, sauf dans le cas de la température avérée anormale avec une moyenne de 27 °C, le Pb2+ qui presente les valeurs sur supérieures et un pH moyen de 5,0 ce qui confirme le caractère acide des eaux dans toute cette zone d’étude. Ces résultats sont traités à partir d’une méthode hydrochimie, en utilisant les diagrammes : de Piper, de Stabler, de Schoeller Berkaloff, de Stiff, de Wilcox et des méthodes statistiques classiques avec le logiciel XLSTAT 2016. L’analyse nous a permis de mettre en évidence la prédominance de faciès chimiques global chlorurée et sulfatée calcique et magnésienne dans ces eaux du plateau de Mbé. Les ions dominants sont les chlorures pour les anions et le magnésium pour les cations.Enfin, l’essai de la modélisation hydrodynamique de la nappe profonde fournit des données indispensables à une gestion rationnelle de cette ressource primordiale au développement durable dans cette zone. Les résultats obtenus sont encourageants et sont en conformité avec les paramètres tels que la piézométrie mesurée sur le terrain. Mais, les principales limitations du modèle sont pour le moment liées en partie à l'insuffisance des données sur les paramètres hydrodynamiques (transmissivité, perméabilité, coefficient emmagasinement etc.) couvrant l’ensemble de cette zone, des chroniques de suivi de la piézométrie, des stations météorologiques et aussi la méconnaissance de la géométrie de l’aquifère. En effet, la modélisation des écoulements requiert l’ensemble de ces données pour aboutir à un résultat plus réaliste

Stability Evaluation of Reinforced Slope Soil with Vetiver Grass against Erosion and Landslides Hazards by Using Finite Element Method

This work studied slopes with different geometric situations. The purpose is to select types of soil for embankment construction to stabilise the site by using nearby accessible filling materials. Then, PLAXIS-2D software was used including five (6) phases of sequential calculation such as soil, structure, mesh generation, conditions of flow and construction stage and the use of Vetiver grass for embakment stability reinforcement. Choices were made on soil properties, loading, water table effect, embankment geometry and reinforcement actions of vetiver grass. The method is based on using diverse filling materials and varied slope gradients with different heights. So, the slope analyse involves homogeneous soils, in addition to slope section by various soils strata. Results obtained showed that the increase in soil shear strength is related to the mechanical effects of vetiver roots and make the soil able to resist shear stress due to the presence of roots density within the soil mass and the root tensile strength. It is also noticed that the soil suction effects and roots reinforcement increased the apparent cohesion of the soil, showing an important role played by vetiver grass in stabilising shallow-seated slopes failure with significant effect on slopes stability

Earthquake Effects on Slope Stability by Using Finite Element Method. Case Study: Brazzaville City, Republic of Congo

The slopes are affected by the variations of slope gradient combined with the driving forces including external actions such as earthquake forces, producing shear stresses in the slopes, which are opposed to the soil shear resistance. Therefore, landslides are one of the most important worries on the social and economic viewpoint and for the quality of life of a local people. The present study is carried out in Brazzaville City, Republic of Congo where the region in its southern part is recognised to be geologically active, due to its tectonic background which has some influence on surrounding slopes or embankments. Then, it was used the shear strength reduction method to assess the slopes stability by using pseudo-static and static methods. Effects of various parameters on slopes stability are discovered by achievement of numerous analyses. Two magnitudes effects of earthquake on slopes stability for different height, slope gradient and shear resistance parameters were assessed by using the finite element code. Slope stability was evaluated considering its factor of safety from the usage of strength reduction method