Dams Siltation and Soil Erosion in the Souss–Massa River Basin

  • A. ElmoudenEmail author
  • N. Alahiane
  • M. El Faskaoui
  • Z. E. A. El Morjani
Part of the The Handbook of Environmental Chemistry book series (HEC, volume 53)


Siltation of 26 large and small dams, spatially distributed in the Souss–Massa basin, has been investigated. The disparity observed in the reservoir’s silting reflects the variability of each watershed’s physical parameters that control the water erosion. These parameters include in particular lithology, topography, climate, vegetation, hydrology, and human actions.

The hardness of the water erosion quantification due to the lack of data and variability of climate in the region pushes many researchers to suggest the deduction of the watershed’s specific degradation from the annual siltation stored in reservoirs. This approach enables us to characterize the erosion phenomenon exerted in the basin.

In our study area, the most eroded areas are (1) the western High Atlas with alpine orogeny, tectonically unstable, marl lithology, and meandering rivers and (2) areas of high altitudes where igneous rock alteration offers an arena easily carted by bed load transport favored by steep slopes. In contrast, the least eroded areas are (1) the Anti-Atlas watersheds with Pan-African orogeny, tectonically stable with low steepness of terrain slopes, (2) areas of plains, and (3) watersheds with successful management practices as stone bands. This distribution is consistent with the results of previous studies by modern methods that are partial and localized.

So, when the high erosion risk areas are assessed in a specific region, this kind of study allows us to indicate the areas which need the management practice in the aim to reduce erosion and maybe to select the suitable sites for large and small dams.


Dams Erosion Morocco Siltation Souss–Massa–Draa 



Agence du Bassin Hydrographique Souss Massa et Draa (Hydrographic Basin Agency of Souss Massa and Draa)


Agence Francaise de Developpement (French Development Agency)


Conseil Economique, Social et Environnement (Economic, Social and Environmental Consulting)


Centre Royale de Télédétection Spatiale (Royal Centre for Remote Sensing)


Food and Agriculture Organization


French Committee on Dams and Reservoirs


International Commission on Large Dams


  1. 1.
    Bergkamp G, Mc Cartney M, Dugan P, McNeely J, Acreman M (2000) Dams, ecosystem functions and environmental restoration. Thematic Rev II 1:187Google Scholar
  2. 2.
    Lehner B, Döll P (2004) Development and validation of a global database of lakes, reservoirs and wetlands. J Hydrol 296(1):1–22CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Lehner B et al (2011) High-resolution mapping of the world’s reservoirs and dams for sustainable river-flow management. Front Ecol Environ 9(9):494–502Google Scholar
  4. 4.
    Albergel J, Nasri S, Boufaroua M, Droubi A, Merzouk A (2004) Petits barrages et lacs collinaires, aménagements originaux de conservation des eaux et de protection des infrastructures aval: exemples des petits barrages en Afrique du Nord et au Proche-Orient. Science et changements planétaires/Sécheresse 15(1):78–86Google Scholar
  5. 5.
    Schilling J, Korbinian Freier P, Hertig E, Scheffran J (2012) Climate change, vulnerability and adaptation in North Africa with focus on Morocco. Agric Ecosyst Environ 156:12–26CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    CESE (2014) La gouvernance par la gestion intégrée des ressources en eau au Maroc: Levier fondamental de développement durable. Papport final, Auto-Saisine n° 15 :2014 Imprimerie SIPAMA SARL, 103 pp, ISBN: 978-9954-635-00-1 ISSN : 2351-857X, available at:
  7. 7.
    Baccari N, Boussema MR, Lamachère JM, Nasri S (2008) Efficiency of contour benches, filling-in and silting-up of a hillside reservoir in a semi-arid climate in Tunisia. Comptes Rendus Géoscience 340(1):38–48CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Gabiecht JD, Garbrecht GKH (2004) Siltation behind Dams in Antiquity. In: Water resources and environmental history. American Society of Civil Engineers, pp 35–43Google Scholar
  9. 9.
    Mama CN, Okafor FO (2011) Siltation in reservoirs. Niger J Technol 30 (1). Available at:
  10. 10.
    Marzouki T (1992) Diagnostic de l’envasement des grands barrages marocains. Revue marocaine du génie civil. Available at:
  11. 11.
    Remini W, Remini B (2003) La sédimentation dans les barrages de l’Afrique du nord. LARHYSS Journal, 2. ISSN 1112-3680. Available at:
  12. 12.
    Sawaske SR, Freyberg DL (2012) A comparison of past small dam removals in highly sediment-impacted systems in the US. Geomorphology 151:50–58CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Yang F-S, Cao M-M, Li H-E, Wang X-H, Bi C-F (2013) Simulation of sediment retention effects of the single seabuckthorn flexible dam in the Pisha Sandstone area. Ecol Eng 52:228–37CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Abir M, Ben Mammou A (2010) Quantification de l’alluvionnement des retenues des barrages et évaluation de l’érosion des bassins versants: étude de cas de trois barrages au nord de la Tunisie. IAHS-AISH publication, pp 382–389Google Scholar
  15. 15.
    Kovacs AS, Fulop B, Honti M (2012) Detection of hot spots of soil erosion and reservoir siltation in ungauged Mediterranean catchments. Energy Procedia 18:934–943CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Lahlou A (1988) The silting of Moroccan dams. In: Sediment budgets, vol 174. IAHS Publication, pp 71–77Google Scholar
  17. 17.
    Poleto C, Beier EV (2012) Siltation and erosion processes on a tributary of lake Itaipu Duea dam reservoir. Lakes Reservoirs Ponds 6(2):108–19Google Scholar
  18. 18.
    Romero-Diaz A, Alonso-Sarriá F, Martínez-Lloris M (2007) Erosion rates obtained from check-dam sedimentation (SE Spain). A multi-method comparison. Catena 71(1):172–78CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Bouras F, Djebbar Y, Abida H (2010) Estimation de L’envasement des Barrages: une Approche non Parametrique. J Int Environ Confl Manag :114–119Google Scholar
  20. 20.
    Rãdoane M, Radoane N (2005) Dams, sediment sources and reservoir silting in Romania. Geomorphology 71(1):112–25CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    Abdellaoui B, Merzouk A, Aberkan M, Albergel J (2002) Bilan hydrologique et envasement du barrage Saboun (Maroc). Revue des sciences de l’eau/J Water Sci 15(4):737–748Google Scholar
  22. 22.
    Agoumi A, Debbarh A (2006) Ressources en eau et bassins versants du Maroc: 50 ans de développement (1955–2005). 50 Ans de Développement Humains. Perspectives 2025. Available at:
  23. 23.
    Fox HR., Moore HM, Newell Price JP, El Kasri M (1997) Soil erosion and reservoir sedimentation in the High Atlas Mountains, southern Morocco. IAHS Publications-Series of Proceedings and Reports-Intern Assoc Hydrological Sciences 245:233–240Google Scholar
  24. 24.
    Roose E, Sabir M, Laouina A (2010) Gestion durable des eaux et des sols au Maroc: valorisation des techniques traditionnelles méditerranéennes. IRD Editions, Marseille. ISBN 978-2-7099-1683-7CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    Hasnaoui MD, Ouazar D, Aqid N, Alaoui M (2013) Hypsometrical approach as a decision tool for rational management and planning of watersheds to meet sustainable development. J Sustain Watershed Sci Manag 1(3):99–107CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Ait-Hssaine A (2004) Mutation d’un espace en bordure du désert par surexploitation de ses ressources hydriques: la dépression du Souss au Maroc/Changes triggered by the over exploitation of water resources in an area bordering the desert: the Souss Valley, Morocco. Revue de géographie alpine 92(1):29–38CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Elmouden A, Bouchaou L, Snoussi M (2005) Constraints on alluvial clay mineral assemblages in semiarid regions. The Souss Wadi Basin (Morocco, Northwestern Africa). Geologica Acta 3(1):3Google Scholar
  28. 28.
    Giudici C, Peter KD, Schneider R, Ries JB, Aït Hssaïne A (2013) The impact of soil crusts on overland flow and soil degradation processes in Souss valley, South Morocco. In: EGU general assembly conference abstracts, 15:7047. Available at:
  29. 29.
    Peter KD, Ries JB (2013) Infiltration rates affected by land levelling measures in the Souss valley, South Morocco. Zeitschrift für Geomorphologie, Supplementary Issues 57(1):59‑72Google Scholar
  30. 30.
    Peter KD, d’Oleire-Oltmanns S, Johannes BR, Marzolff I, Ait Hssaine A (2014) Soil erosion in gully catchments affected by land-levelling measures in the Souss Basin, Morocco, analysed by rainfall simulation and UAV remote sensing data. Catena 113:24–40Google Scholar
  31. 31.
    Snoussi M, Jouanneau JM, Latouche C (1990) Flux de matières issues de bassins versants de zones semi-arides (Bassins du Sebou et du Souss, Maroc). Importance dans le bilan global des apports d’origine continentale parvenant à l’Océan Mondial. J Afr Earth Sci (and the Middle East) 11(1):43–54CrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    Bouragba L, Murdy J, Bouchaou L, Hsissou Y, Tagma T (2011) Characterization of groundwater in the Souss upstream basin: hydrochemical and environmental isotopes approaches. Afr J Environ Sci Technol 5(4):307–315Google Scholar
  33. 33.
    Michard A, Saddiqi O, Chalouan A, Frizon de Lamotte D (2008). Continental evolution: the geology of Morocco: structure, stratigraphy, and tectonics of the Africa-Atlantic-Mediterranean triple junction. Springer, p 116. ISBN: 978-3-540-77075-6Google Scholar
  34. 34.
    Piqué A, Soulaimani A, Hoepffner C, Bouabdelli M, Laville E, Amghar M, Chalouane A (2007) Géologie du Maroc. Éditions Géode, Marrakech, p 287. ISBN: 9954-8697-1-9Google Scholar
  35. 35.
    Ambroggi (1963) Etude géologique du versant méridional du Haut Atlas occidental et de la plaine du Sous. Maroc. Notes et Mémoires du Service Géologique 157:322Google Scholar
  36. 36.
    Bhiry N, Rognon P, Occhietti S (1989) Origine et diagénèse des sédiments quaternaires de la vallée moyenne du Souss. Sciences Géologiques Mémoires 84:135–144Google Scholar
  37. 37.
    Agoussine M, Bouchaou L (2004) Les problèmes majeurs de la gestion de l’eau au Maroc. Science et changements planétaires/Sécheresse 15 (2):187–194Google Scholar
  38. 38.
    Bouchaou L, Tagma T, Boutaleb S, Hssaisoune M, El Morjani ZE (2011) Climate change and its impacts on groundwater resources in Morocco: the case of the Souss-Massa basin. Climate change effects on groundwater resources: a global synthesis of findings and recommendations, p 129Google Scholar
  39. 39.
    Buchs A (2012) Observer, caractériser et comprendre la pénurie en eau: une approche institutionnaliste de l’évolution du mode d’usage de l’eau en Espagne et au Maroc. Université de Grenoble. Available at: or
  40. 40.
    AGENCE DU BASSIN HYDRAULIQUE DU SOUSS-MASSA (ABHSM) (2008) “Volume 10 : Demande en eau agricole”, In ABHSM, “Étude de révision du Plan directeur d’aménagement intégré des ressources en eau (PDAIRE) des bassins du Souss-Massa. Mission I : Collecte des données, diagnostic et évaluation des ressources en eau et état de leur utilisation. Rapport définitif”, ABHSM-Resing-Aquaplan, Agadir, 45 p. + annexesGoogle Scholar
  41. 41.
    AGENCE DU BASSIN HYDRAULIQUE DU SOUSS-MASSA (ABHSM) (2008) “Volume 2 : Ressources en eau de surface”, In ABHSM, “Étude de révision du Plan directeur d’aménagement intégré des ressources en eau (PDAIRE) des bassins du Souss-Massa. Rapport définitif”, ABHSM-Resing-Aquaplan, Agadir, 71 p. + annexesGoogle Scholar
  42. 42.
    AFP ; Plan bleu (2012) Gestion de la demande en eau dans le bassin méditer ranéen – Exemple du Maroc - Cas d’étude du Souss Massa ; Papport final. Available at :
  43. 43.
    Dijon R (1969) Etude hydrogéologique et inventaire des ressources en eau de la vallée du Souss. Éditions du Service géologique du Maroc, pp 214,254Google Scholar
  44. 44.
    Chakir L, Aït Hssaïne A (2014) La variabilité de la dynamique fluviale de l’oued Souss (Maroc). Geomaghreb 10:5–21Google Scholar
  45. 45.
    Elame F, Doukkali R, Fadlaoui A (2015) La gestion intégrée de l’eau à l’échelle du bassin de Souss-Massa: développement d’un modèle intégré de Bassin. ALAWAMIA, INRA, Rabat (Maroc) 127:93–111Google Scholar
  46. 46.
    Saidi ME (1994) Genèse et propagation des crues en milieu subaride: Exemple de l’oued Souss (Maroc). Bulletin de l’Association de Géographes Français 1:94–111CrossRefGoogle Scholar
  47. 47.
    Peltier JP (1974) Contribution à la flore du bassin versant de l’Oued Souss (Deuxième fascicule). Bull Soc Sci Nat Phys Maroc 54(1–2):27–32Google Scholar
  48. 48.
    Peltier JP (1983) Ecologie de quelques espèces climaciques dans le Souss (Maroc Occidental). Documents de cartographie Grenoble 26:61–82Google Scholar
  49. 49.
    CRTS Newsletter (2015) Bulletin de suivi de la couvert végétal, No. 05/2014-2015, Situation au 31 Mars 2015. Available at
  50. 50.
  51. 51.
    Mahfoud J (1989) Communication sur les barrages collinaires. Hommes Terre et Eaux. Available at:
  52. 52.
    French Committee on Dams and Reservoirs (1997) Guidelines for Design, Construction and Monitoring. Coordinator Gerard Degoutte. ISBN 2–85362 - 448Google Scholar
  53. 53.
    Viala E, Ouattar S (2001). Petits barrages et lacs collinaires dans le bassin versant du Souss-Massa: Diagnostic des ouvrages existants et recommandations. Rapport Projet SIWM, 9, p 44Google Scholar
  54. 54.
    Albergel J, Pepin Y, Nasri S, Boufaroua M (2003) Erosion et transport solide dans des petits bassins versants méditerranéens. IAHS Publication, pp 373–379Google Scholar
  55. 55.
    Faleh A, Navas A, Sadiki A (2005) Erosion and dam siltation in a Rif catchment (Morocco). IAHS-AISH publication, pp 58–64Google Scholar
  56. 56.
    Romero-Díaz A, Marín-Sanleandro P, Ortiz-Silla R (2012) Loss of soil fertility estimated from sediment trapped in check dams. South-eastern Spain. Catena 99:42–53CrossRefGoogle Scholar
  57. 57.
    Mazour M, Roose E (2002) Influence de la couverture végétale sur le ruissellement et l’érosion des sols sur parcelles d’érosion dans les bassins versants du Nord-ouest de l’Algérie. Bull Réseau Erosion 21:320–330Google Scholar
  58. 58.
    Roose E, Lelong F (1976) Les facteurs de l’érosion hydrique en Afrique Tropicale. Études sur petites parcelles expérimentales de sol. Revue de géographie physique et de géologie dynamique 18(4):365–74Google Scholar
  59. 59.
    Roose E, De Noni G (2004) Recherches sur l ‘érosion hydrique en Afrique: revue et perspectives. Science et changements planétaires/Sécheresse 15(1):121–29Google Scholar
  60. 60.
    Alahiane N, El Mouden A, Ait Lhaj A, Boutaleb S (2014) Practical method proposed to estimate silting’s rate in small and hillside dams. J Water Resour Prot 6:930–943CrossRefGoogle Scholar
  61. 61.
    Lahlou A (1987) Etude actualisée de l’envasement des barrages au Maroc. Sciences de l’eau 6(3):337–356Google Scholar
  62. 62.
    Tamene L, Park SJ, Dikau R, Vlek PLG (2006) Analysis of factors determining sediment yield variability in the highlands of northern Ethiopia. Geomorphology 76:76–91CrossRefGoogle Scholar
  63. 63.
    Bzioui M (2004) Rapport national 2004 sur les ressources en eau au Maroc. UN Water-Africa, 94Google Scholar
  64. 64.
    Dahan R, Boughlala M, Mrabet R, Laamari A, Balaghi R, Lajouad L (2012) A review of available knowledge on land degradation in Morocco. Oasis Country Report 2, ICARDA, INRA, USAID, p 38. ISBN: 92-9127-265-5Google Scholar
  65. 65.
    Lahlou A (1990) Envasement du barrage Mohamed Ben Abdelkrim Al Khattabi et lutte anti-érosive du bassin versant montagneux situe à l’amont. IAHS Publ 194:243–252Google Scholar
  66. 66.
    Remini B (1999) Envasement des barrages dans le Maghreb. Bull Int de l’eau et de l’Env 22:4–8Google Scholar
  67. 67.
    Sabir M, Ur-Rehman SS, Umar M, Waseem A, Farooq M, Khan A (2013) The impact of suspended sediment load on reservoir siltation and energy production: a case study of the Indus River and its tributaries. Pol J Environ Stud 22:219–55Google Scholar
  68. 68.
    Mathys N, Meunier M, Guet C (1989) Mesure et interprétation du processus d’érosion dans les marnes des Alpes du Sud à l’échelle de la petite ravine. La Houille Blanche 3(4):188–192CrossRefGoogle Scholar
  69. 69.
    Tribak A (2000) L’érosion hydrique en moyenne montagne du Prérif oriental (Maroc): étude des agents et des processus d’érosion dans une zone de marnestertiaires, Thèse Univ. Available at:
  70. 70.
    Tribak A, El Garouani A, Abahrour M (2009) Evaluation quantitative de l’érosion hydrique sur les terrains marneux du Pré-Rif oriental (Maroc): cas du sous-bassin de l’oued Tlata. Science et changements planétaires/Sécheresse 20(4):333–37Google Scholar
  71. 71.
    Gaillard S (2008) Fonctionnement hydrodynamique du lit à méandres de l’Aube. La Houille Blanche 5:99–102CrossRefGoogle Scholar
  72. 72.
    Saint-Laurent D, Schneider M (2004) Application d’un système d’information géographique à l’analyse cartographique des berges sensibles à l’érosion (Rivière du Lièvre, Québec, Canada). Bulletin de la Société géographique de Liège 44:71–86Google Scholar
  73. 73.
    Meunier A (1980) Les mécanismes de l’altération des granites et le rôle des microsystèmes: étude des arènes du massif granitique de Parthenay (Deux-Sèvres). Mémoires de la Société géologique de France, p 380. ISBN 978-2-85363-027-6. Available at:
  74. 74.
    Seddoh, Francisco K, Pedro G (1975) Aspects microgéochimiques de l’altération superficielle: application à l’étude de l’évolution des minéraux dans les arènes granitiques. Cahiers ORSTOM, série pédologie 8:7–25Google Scholar
  75. 75.
    Burkhard M, Caritg S, Helg U, Robert-Charrue C, Soulaimani A (2006) Tectonics of the anti-Atlas of Morocco. Compt Rendus Geosci 338(1):11–24CrossRefGoogle Scholar
  76. 76.
    Froitzheim N, Stets J, Wurster P (2005) Aspects of western High Atlas tectonics. In: The Atlas System of Morocco, Earth sciences, vol 15. pp 219–244Google Scholar
  77. 77.
    Sébrier M, Siame L, Zouine E, Winter T, Missenard Y, Leturmy P (2006) Active tectonics in the Moroccan High Atlas. Comptes Rendus Géoscience 338(1):65–79CrossRefGoogle Scholar
  78. 78.
    Stokes M, Mather AE, Belfoul A, Faik F (2008) Active and passive tectonic controls for transverse drainage and river gorge development in a collisional mountain belt (Dades Gorges, High Atlas Mountains, Morocco). Geomorphology 102(1):2–20CrossRefGoogle Scholar
  79. 79.
    Teixell A, Arboleya ML, Julivert M, Charroud M (2003) Tectonic shortening and topography in the central High Atlas (Morocco). Tectonics 22(5). Available at: Scholar
  80. 80.
    Gräbener J (2009) Changement climatique Vulnérabilité de la population rurale et des écosystèmes dans quatre zones de la Région Souss-Massa-Draâ Possibles stratégies: Region Souss-Massa-Draa d’adaptation. Fich. part. GTZ - Gräbener - ACC RSMD – 20.11.2009Google Scholar
  81. 81.
    Aoubouaz M, Rajel R, Essafi R (2013) Impact of extreme climate events on water resources and agriculture and biodiversity in Morocco. J Climatol Weather Forecasting 1(104):2Google Scholar

Copyright information

© Springer International Publishing Switzerland 2016

Authors and Affiliations

  • A. Elmouden
    • 1
    Email author
  • N. Alahiane
    • 1
    • 2
  • M. El Faskaoui
    • 2
  • Z. E. A. El Morjani
    • 3
  1. 1.Applied Geology and Geo-Environment LaboratoryIbn Zohr UniversityAgadirMorocco
  2. 2.Agency of Souss Massa Draa Hydrographic BasinAgadirMorocco
  3. 3.Polydisciplinary Faculty of TaroudantIbn Zohr University, Hay El MohammadiTaroudantMorocco

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