Estimation De La Teneur En Eau Immobile Et Du Coefficient D’Échange Selon Deux Méthodes

Abstract

Use of the mobile-immobile transport equation requires the knowledge of two key parameters: the immobile water content, θim, and the exchange coefficient between mobile and immobile phases of groundwater, αm. In this paper, these two parameters were 1) estimated by a tension infiltrometer, and 2) optimized by a numerical model. For the parameter estimation, a tension infiltrometer was used to apply four tracers to three fixed pan lysimeters that served to monitor variations of water content, bromide transport and drainage volume during a growing season. Estimated values of θim varied from 0.144 to 0.232 cm3 cm−3 (average of 0.191), which corresponds to a θim/θ ratio between 0.52 and 0.81 (average of 0.67). Values of αm ranged from 4.08 10−7 to 1.49 10−5 min−1 (average of 4.57 10−6). Values of θim/θ estimated in the present study were greater than published values, while αm values were less. Optimized parameters θim and αm were obtained by minimizing the difference of the sum of squares between weekly simulated and observed values of bromide concentration and mass drained. Optimized values of θim were less than those estimated with the infiltrometer, with an average difference of 38% for the three pan lysimeters. However, optimized values of αm were slightly different from those estimated with the infiltrometer, with a difference of 4.00 10−6 min−1 for the three pan lysimeters.

L’utilisation de l’équation de transport mobile-immobile nécessite la connaissance de deux paramètres clefs à savoir la teneur en eau immobile, θim, et le coefficient d’échange entre les phases mobile et immobile de l’eau du sol, αm. Ces deux paramètres ont été 1) estimés par un infiltromètre sous tension et 2) optimisés par un modèle numérique. Pour l’estimation des paramètres, un infiltromètre sous tension a été utilisé pour l’application de quatre traceurs dans trois cases lysimétriques ayant servi pour le suivi de la variation de la teneur en eau, du drainage et du lessivage de bromure durant une saison agricole. Les valeurs deθim. estimées ont varié de 0.144 à 0.232 cm3 cm−3 (moyenne de 0.191), ce qui correspond à un rapport θim/θ entre 0.52 et 0.81 (moyenne de 0.67). Les valeurs de αm ont varié de 4.08 10−7 à 1.49 10−5 min−1 pour une moyenne de 4.57 10−6 min−1. Les valeurs de θim/θ, estimées dans la présente étude, étaient supérieures aux valeurs publiées, alors que celles de αm étaient inférieures. L’optimisation des paramètres θim et αm a été obtenue en minimisant la différence entre les valeurs hebdomadaires simulées et observées de concentrations et de masses de bromure drainées. Les valeurs optimisées de θim étaient en moyenne inférieures de 38% à celles estimées avec l’infiltromètre pour les trois cases. Cependant, les valeurs de αm optimisées étaient légèrement différentes de celles estimées avec un écart d’en moyenne de 4.00 10−6 min−1 pour les trois cases.