Hydrogéologie écosystèmes

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.  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. 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 41.

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. 42 L’aire, comprise entre les deux courbes, de forme algébrique : 0 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 43 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. 44 En plus des pluies citées à la page précédente il a été apporté par irrigation 20 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 :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.

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. 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 cf. graphique ci-contre 42 L’aire, comprise entre les deux courbes, de forme algébrique : 0 z ( τ mai – τ octobre ) dz représente le volume d’eau perdue entre mai et oct. par m ²L’écoulement souterrain soutient le débit d’étiage quand la nappe communique avec la rivière oui non Dans un milieux terreux, avec un liquide en charge le champ des vitesses de filtration dérive d’un potentiel hydraulique dit aussi charge. Sur un bassin imperméable le déficit s’écrit : flux entrant – flux sortant Si l’on considère la variation du stock d’eau négligeable car pas d’infiltration, il vient : déficit mm = pluviométrie mm – (évapotranspiration mm + écoulement mm) Pour le graphique l’on placera les années en abscisse et le déficit en ordonnée qui oscillera autour de zéro.  Le bassin-versant de la Haute-Mentue faisant l’objet de recherches en hydrologie, il a été nécessaire de mettre en place un réseau d’instrument : pluviographes, limnigraphes, échantillonneurs d’eau et piézomètres. L’un de ces derniers a permis la mesure de la variation de la nappe du sous-bassin de Bois-Vuacoz entre le 27 août et le 2 sept. ‘ 98 soit sur une durée de 170 heures environ.