Les bassins versants asiatiques contribuent grandement aux sédiments et aux éléments nutritifs des mers. Ces bassins sont soumis à l'influence de la variabilité climatique et des activités humaines, qui modifient le transport des nutriments et le devenir de la qualité de l'eau. Le Mékong est un fleuve transfrontalier situé en Asie du Sud-Est, qui joue un rôle important dans l'économie et l’agriculture, d’autant plus que ce fleuve contribue aux flux du delta du Mékong et de la mer associée. Dans le bassin du Mékong, la région du Tonlé Sap est un système complexe caractérisé par un flux unique inversé entre le lac Tonlé Sap et le fleuve Mékong. Les sédiments et les éléments nutritifs du Mékong sont importants pour maintenir la géomorphologie des plaines inondables et en particulier celle du lac Tonlé Sap. De même, le lac Tonlé Sap contribue aux sédiments et aux nutriments du delta du Mékong.
L'étude consiste à évaluer la dynamique du transport des sédiments et des nutriments dans le bassin du Mékong, et, à évaluer la contribution du lac Tonlé Sap vers le fleuve Mékong à partir d’un couplage entre données et approches de modélisation. Le modèle à base physique SWAT a été appliqué en amont du delta du Mékong pour simuler le régime hydrologique et les flux de matières en suspension et de nutriments du Mékong. Le modèle SWAT a été calibré pour l’hydrologie à partir des débits observés au niveau de huit stations, pour les sédiments au niveau de six stations et pour les nutriments au niveau de cinq stations de 1995 à 2016 au pas de temps mensuel. Pour comprendre le contribution du lac Tonlé Sap dans les flux de sédiments et de nutriment du fleuve Mékong, l'étude a considéré le système inverse du lac Tonlé Sap aux échelles mensuelles, saisonnières et annuelles.
En amont de la confluence du fleuve Mékong, du lac Tonlé Sap et du delta du Mékong, le flux de sédiment évalué est de 72±26 Mt/an avec une tendance annuelle à la baisse entre 1995 et 2018. La moyenne annuelle en sédiments en amont de la confluence du lac Tonlé Sap et du Mékong (310 t/km2/an) est comparable aux sédiments évalués dans d'autres grands fleuves du monde. Le rendement moyen annuel en nitrate dans le fleuve du Mékong est de 202 kg/km2/an avec 361,8 ± 83,5 kt/an de 1985 à 2016 de flux annuel de nitrate avant d'entrer dans le delta du Mékong. La variabilité des charges sédimentaires du Mékong et du système Tonlé Sap présentée dans cette étude permet de clarifier les échanges de débit annuel et de flux de sédiment au sein du delta du Mékong. Cette étude souligne aussi la capacité du lac Tonlé Sap à être un puits de sédiments (1,35 ± 0,7 Mt par an) du bassin Mékong, réduisant ainsi la charge annuelle en sédiments s’écoulant vers le delta du Mékong. Cette faculté du lac Tonlé Sak a être un puit entraîne une réduction de l'apport en sédiments, ce qui menace le delta d'un affaissement accéléré et d’une augmentation du niveau des mers. L'étude a souligné le rôle du lac Tonlé Sap et du fleuve Mékong dans l'approvisionnement en nutriments du delta du Mékong. À l'échelle annuelle, il convient de discuter de ces résultats intéressants qui montre que le lac Tonlé Sap contribue de 34 kt/an en nitrate et de 6,6 kt/an de phosphore total au delta du Mékong. En parallèle, le fleuve Mékong envoie 35,8 kt/an en nitrates et 8,7 kt/an en phosphore total vers le lac Tonlé Sap et sa plaine d'inondation pendant la saison des crues. Les études à venir en l'hydrologie et en biogéochimie pourront être menées sur la base du modèle développé dans cette thèse en appliquant des scénarios de changements globaux, tels que les changements climatiques, ou encore, les changements d’occupation des sols, et pourront inclure dans le modèle les flux de sédiments et de nutriments allant au lac Tonlé Sap en provenance des affluents du lac et des interconnexions avec le bassin du Mékong. |
The Asian river basins are great contributors to sediments and nutrient to the seas. These rivers are subject to the influence of climate variability and human activities, which alter the nutrient transport and fate of water quality. The Mekong River is a transboundary river in Southeast Asia and plays an important role in economy, agriculture and also by contributing fluxes into the Mekong delta and into the sea. Within the Mekong basin, the Tonle Sap area is a complex system with a unique reverse flow between Tonle Sap lake and the Mekong river. Sediment and nutrient in the Mekong River are important to sustain the geomorphology of the floodplains and particularly the Tonle Sap Lake. At the same time, Tonle Sap Lake are contributing the sediment and nutrient for the Mekong delta. Therefore, the sediment and nutrient assessment in the Mekong River and its linkage between the Mekong mainstream and the Tonle Sap Lake would be necessary to evaluate.
The study was to assess the dynamic transport of sediment and nutrient in the Mekong River Basin and evaluate the role of the Tonle Sap to the Mekong River through the coupling data and modelling approaches. The physical-based SWAT model was used upstream of the Mekong delta to simulate the water regime and suspended sediment and nutrient flux of the Mekong River. The SWAT model was calibrated based on observed discharge at eight gauge stations, suspended sediment load at six stations and nutrient data at five stations from 1995 to 2016 at a monthly time step. To understand the role of Tonle Sap Lake in sediment and nutrient to Mekong River, the study considered the balanced of the Tonle Sap reverse system at monthly, seasonal and annual scales.
Before entering the confluence of Mekong and Tonle Sap Lake and delta, the sediment load is found 72±26 Mt/year with a decreasing annual trend from 1995 to 2018. The annual sediment yield of the upper 80% Mekong River basin (310 t/km2/year) is comparable with sediment yields reported for other world major rivers. The Mekong annual average riverine nitrate yield was 202 kg/km2/year with 361.8±83.5 kt/year from 1985-2016 of annual nitrate flux before entering the Mekong delta. The sediment loads variability of the Mekong River and Tonle Sap system presented in this study helps clarify the exchange annual discharge and sediment load toward the Mekong delta. The study also highlighted that the fact that Tonle Sap is the sediment sink (1.35±0.7 Mt annually) in the Mekong basin lead to a reduction in sediment supply, which compounds the threat to the delta from accelerated subsidence and sea-level rise. The study has emphasized the interaction role of Tonle Sap Lake and Mekong in nutrient supply for the Mekong delta. On the annual scale, it is worth discussing these interesting results revealed Tonle Sap Lake contributed 34 kt/year of nitrate and 6.6 kt/year of total phosphorus to the Mekong system or Mekong Delta. In contrast, the Mekong River shared nitrate flux 35.8 kt/year and 8.7 kt/year of total phosphorus to Tonle Sap Lake and its floodplain during the high flow season. Future studies of hydrology together with sediment and nutrients can be carried on based on this model with scenarios of global changes, such as climate changes and land-use changes and include the sediment and nutrient input to Tonle Sap Lake system from the lake tributaries and interconnect with the Mekong River basin model. |