Hydrogéologie éco-systèmes

hydrogéologie éco-systèmes

nappe alluvionnaire – isochrone de teneur en eau du sol – évapotranspiration

Tracez le profil en travers  représentant  une rivière et sa nappe alluvionnaire  en période estivale  où la rivière ne présente plus qu’un faible tirant d’eau,  la nappe  quant à elle restant  très puissante.
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Sachant que les fossés d’une chaussée permettent d’évacuer l’eau tombée dessus  ladite chaussée même en cas d’orage violent, expliquez à partir du croquis infra, par quel phénomène les chaussées d’un secteur géographique, où la nappe alluvionnaire s’avère très puissante,  peuvent être noyées par orage violent.

Dans la zone non saturée l’on trouve les trois éléments : eau, air, terre, dans la zone saturée  l’on en trouve seulement deux : terre, eau

oui                         non
Les processus intervenant dans le milieu non saturé caractérisent les échanges
hydriques  du continuum climat – sol – plante
oui                         non
Le niveau de l’eau souterraine  dans un sol est déterminé par le régime de
percolation de la pluie à travers la zone non saturée
oui                         non

Cerclez la réponse correspondant à votre opinion

Dans une  région à climat continental, les sols arables présentent   une texture sablo-argileuse avec une structure contenant  30 % en cailloux et graviers  laissant donc facilement passer l’eau.
Sur ces sols est cultivé un  maïs  planté en mai et récolté en octobre et bien entendu irrigué  puisque son cycle végétatif correspond  à la plus faible pluviométrie. En effet du mois de mai au mois d’octobre, les précipitations pluvieuses s’élèvent seulement à……  280 mm. A partir du tableau infra, tracez les courbes représentant en octobre et en mai, la  teneur en eau du sol τ (exprimée en m³  eau par m ³ de terre)  en  fonction de la profondeur exprimée en mètres donc orientée vers le bas.

L’on obtient deux courbes isochrones de la teneur en eau se rejoignant au point ( z = 1,25 m et  τ = 0,30) représentant le profil hydrique du sol aux profondeurs considérées en mai et en oct.
L’aire, comprise entre les deux courbes,  de forme algébrique :    ò₀ ^z  ( τ _mai –  τ  _octobre ) dz
représente le volume d’eau perdue entre mai et oct. par m ²
Cerclez la réponse correspondant à votre opinion                                                   oui                    non

Calculez  la réserve d’eau en mai et celle en octobre  par tranche de 0,25m ³ de terre,
en m ³ d’eau / m ²de sol et totalisez  pour chacun de ces deux  mois.
En plus des pluies citées à la page précédente il a été apporté par irrigation …… 220 mm d’eau.
Il a été  aussi mesuré en case lysimétrique la percolation qui s’est élevée à       … 65 mm d’eau
Transformez d’abord   les réserves, calculées supra,  en mm d’eau représentant une lame fictive sur le sol en sachant que   :
1 mm d’eau sur 1 hectare = 10 m ³      et que  1 ha = 10 ⁴  m ²
L’équation  de la continuité  s’écrivant :
Pluies  naturelles et artificielles (irrigation) + réserve du sol en mai = percolation + évapotranspiration + réserve en  octobre Calculez l’évapo-transpiration

Corrigé de l’exercice n°1     hydrogéologie éco-systèmes

La relation nappe rivière est illustrée par le croquis infra

Relation nappe – rivière

Exercicehydrogéo1                                                                                                                                                        Bouloc

Dans le cas de fortes pluies, l’eau tombée sur la chaussée est évacuée par les fossés …….jusqu’à ce que la nappe phréatique remonte, envahisse les fossés  lesquels n’abondant plus, le niveau montera et  submergera  la chaussée.

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Dans la zone non saturée l’on trouve les trois éléments : eau, air, terre, dans la zone saturée  l’on en trouve seulement deux : terre , eau

oui                         non

Les processus intervenant dans le milieu non saturé caractérisent les échanges hydriques  du continuum climat – sol – plante

oui                         non

Le niveau de l’eau souterraine  dans un sol est déterminé par le régime de
percolation de la pluie à travers la zone non saturée
oui                         non
Cerclez la réponse correspondant à votre opinion
Les deux courbes  représentent  les isochrones de la teneur en eau , exprimée en  m ³ eau / m ³ de terre,en mai et en octobre

1. graphique ci-contre

L’aire, comprise entre les deux courbes,  de forme algébrique :
ò₀ ^z  ( τ _mai –  τ  _octobre ) dz

représente le volume d’eau perdue entre mai et oct. par m ²

Cerclez la réponse correspondant à votre opinion                              oui                          non
La réserve en mai , calculée par tranche de 0, 25 m ³  de terre devient alors :
0,21 + 0,24 + 0,26 + 0,28 + 0,30  = 0, 32 m ³ d’eau / m ² de sol
La réserve d’eau  en octobre calculée par tranche de 0,25 m ³ de terre s’écrit donc :
0,05 + 0,07 + 0,16 + 0,23 + 0,30  = 0, 20 m ³ d’eau / m ² de sol
Transformons ces teneurs en eau en lame d’eau fictive  sachant que 1 mm d’eau sur 1 ha = 10 m ³ d’eau
0, 32 m ³ d’eau / m ² de sol   Ô  3 200 m ³ d’eau /  10 000m ² de sol soit une lame fictive de … 320 mm
0, 20 m ³ d’eau / m ² de sol    Ô   2 000 m ³ d’eau /  10 000m ² de sol soit une lame fictive de …200 mm
L’équation de la continuité
Pluies naturelles et irrigation artificielle  + réserves en mai  = évapotranspiration + percolation + réserves en octobre
devient alors :
280 mm (pluie) + 220 mm (irrigation) + 320 mm = évapotranspiration + 65 mm (percolation) + 2 00 mm
évapotranspiration =  555 mm
ce qui correspond bien à la fourchette de consommation d’un maïs   4 00 à 7 00 mm d’eau .