WASCAL : Soutenance de these de doctorat de isimemen

Le Centre Ouest Africain de Service Scientifique sur les Changements Climatiques et l’Utilisation Adaptée des Terres dont l’acronyme en anglais est WASCAL (West African Science Service Center on Climate Change And Adapted Land Use), a procédé ce Mardi 20 Decembre 2016, à la soutenance de these de doctorat de l'etudiante OSEMWEGIE Isimemen dont le theme etait The Impacts of Seasonality on Coastal Water Systems, Southeast Côte d’Ivoire.

ABSTRACT

To have a compendium of responses from coastal water systems along the east Ivorian coast under different seasons, samples of rainwater (n= 30), groundwater (wells and boreholes, n= 78) and surface water (Ébrié lagoon and Atlantic coastline, n= 71) were collected for geochemical, isotopic and biological analyses during the dry (January/February) and rainy (September/October) seasons of 2014. From geomorphological viewpoint, the slope of the study area is between 0 and 70 % relative to the sea. Present land use cover includes farmlands (50 %), water bodies (32 %), settlements (13 %) and forests (5 %). Within 25 years (1989/90 - 2014/15), urbanization has claimed 31.83 % of forestlands and 37.42 % of farmlands. As regards hydrology, moderate hydrological drought spells were revealed for 1987, 1998/99, and 2013/14 based on Standardised Precipitation Evapotranspiration Indices (SPEI) of multi-decadal (1971 – 2014) meteorological data. The aquifer materials comprise up to 98 % silicate. The implications of this is groundwater acidification (pH: 3.9 – 7.4) on dissolution. From hydrogeological perspective, changing hydrological regimes exerts strong influence on coastal water chemistry and contaminant export. Based on geochemical and stable isotope analyses, marine influence dominates during the dry season, while continental (fluvial and precipitation) processes dominate during the rainy season. Piper diagrams showed that majority (dry season: 87 %; rainy season: 80 %) of groundwater samples belong to the Na-Cl facies, depicting saltwater intrusion. Maximum chloride concentration was 1,088 mg/L and 785.2 mg/L for the groundwater during dry and rainy seasons, respectively. Conversely, nitrate concentrations in groundwater ranged from 0.3 – 139.5 mg/L and 0.0 – 165.9 mg/L for the dry and rainy seasons, respectively and for the surface waters, between 0.01 – 3.6 mg/L and 0.01 - 332.3 mg/L for the dry and rainy seasons, respectively. From the viewpoint of biology, seasonal influx of nutrients into the coastal surface waters also influences phytoplankton distribution. Maximum phytoplankton biomass was 11.3*10⁶ and 15.4*10⁶ cells/mL for the dry and rainy seasons respectively with floristic growth response ranging between 16.4 and 80.8 %. Highest temporal variations in biomass were recorded in areas of the Ébrié lagoon with high marine influence. Diatoms were the dominant taxa, while cyanobacteria are the most abundant. The overall low phytoplankton diversity (Shannon index, H’ less than 1) and localized monospecies dominance are vital signs of disturbances. Finally, survey results show that the riverine communities are sensitive to coastal water degradation. These waters constitute the primary source of domestic water for 53 % and a secondary source for 97 % of the population. Additionally, about 30 % of the population depend directly on aquatic resources from these coastal waters for livelihood.

Keywords: coastal waters, phytoplankton, saltwater intrusion, seasonality, Côte d’Ivoire.

RÉSUMÉ

Pour avoir un compendium des réponses des systèmes hydrologiques côtiers le long de la côte est ivoirienne sous différentes saisons, des échantillons d’eaux de d’eau de pluie (n=30), d’eau souterraine (puits et forages, n=78) et d’eau de surface (lagune Ebrié et littoral Atlantique, n=71) ont été prélevés pour des analyses géochimiques, isotopiques et biologiques pendant les saisons sèche (janvier/février) et hivernale (septembre/octobre) de l’année 2014. Du point de vue géomorphologique, la pente de la zone d’étude se situe approximativement entre zéro (0) et 70 dégrées vers la mer. Les unités d’occupation du sol sont les terres agricoles (50 %), les plans d’eau (32 %), les établissements (13 %) et les forêts (5 %). En 25 ans (1989/90 – 2014/15), l’urbanisation a englouti 31,83 % des forêts et 37.42 % des terres agricoles. S’agissant de l’hydrologie, les indices standardisés de précipitation et d’évapotranspiration (ISPE) déterminés sur la base des données météorologiques multi-décennales (1971 - 2014) ont révélé des sécheresses modérées au cours des années 1987, 1998/99 et 2013/14. Au plan hydrogéologique, les terrains aquifères sont composés de plus de 98 % de silice, ce qui favorise une acidification importante des eaux souterraines (pH de 3,9 à 7,4) en rapport avec la capacité de dissolution rapide de la silice. Dans cette région, les changements de régimes hydrologiques exercent une forte influence sur la chimie de l’eau côtière et le transport des contaminants. Sur la base des analyses géochimiques et des isotopes stables (oxygène-18 et deutérium), l’influence marine est dominante pendant la saison sèche contrairement aux processus continentaux (fluviaux et pluviométriques) qui ne deviennent très actifs que pendant la saison des pluies. Le diagramme de Piper a montré que la majorité des échantillons d’eau souterraine (87 % et 80 % respectivement pour la saison sèche et hivernale) appartiennent au faciès chloruré sodique (Na-Cl), traduisant ainsi l’intrusion saline. La concentration maximale en chlorure de l’eau souterraine est de 1088 mgL^-1 et de 785,2 mgL^-1 respectivement pendant la saison sèche et des pluies. Quant aux nitrates, leurs concentrations varient entre 0,3 - 139,5 mgL^-1 et 0 – 165,9 mgL^-1 dans les eaux souterraines; et entre 0,01 – 3,6 mgL^-1 et 0,01 – 332,3 mgL^-1 dans les eaux de surface, respectivement pendant les saisons sèche et pluvieuse. Du point de vue de la biologie, le flux saisonnier des nutriments dans les eaux de surface du littoral influence aussi la distribution du phytoplancton. La biomasse maximale de phytoplancton était de 11,3.10⁶ et de 15,4.10⁶ cellules par millilitre respectivement pour la saison sèche et la saison des pluies avec une croissance floristique variant entre 16,4 et 80,8 %. Les variations temporelles, les plus élevées en biomasse, ont été relevées dans les alentours de la lagune Ebrié soumise à une forte influence marine. Les diatomées étaient le taxon dominant en espèces, alors que les cyanobactéries étaient les plus abondantes en quantité. La diversité relativement faible du phytoplancton (indice de Shannon inférieur à 1) et la dominance mono-spécifique localisée sont des signes de perturbations du milieu aquatique sur le littoral ivoirien. Enfin, les résultats des enquêtes ont montré que les communautés riveraines sont exposées à la dégradation des eaux côtières. En effet, ces eaux constituent la source principale d’approvisionnement en eau potable des ménages pour 53 % et une source secondaire pour 97 % de la population. En plus, environ 30 % de la population dépend directement de ces ressources en eau du littoral pour leur subsistance.

Mots clés:eaux côtières, phytoplancton, intrusion de l’eau marine, saisonnier, Côte d’Ivoire.