Indice d'infiltration

Définition

Un indice d'infiltration se mesure comme le taux moyen d'infiltration déduit d'un hyétogramme de telle manière que le volume de pluie correspondant à la partie du hyétogramme située au-dessus de l'ordonnée correspondant à ce taux soit égal au volume ruisselé.

Divers indices d'infiltration donnent des taux d'infiltration de différentes manières pour faciliter l'évaluation de l'eau perdue par infiltration.

Mesure d'un indice d'infiltration :

Schéma de la mesure d'un indice d'infiltration. Pour les calculs hydrologiques impliquant des crues, il s'avère pratique d'utiliser une valeur constante du taux d'infiltration pendant toute la durée de la tempête. Le taux d'infiltration moyen est appelé indice d'infiltration et deux types d'indices sont couramment utilisés.

Explications

La capacité d'infiltration est la vitesse maximale à laquelle l'eau peut pénétrer à travers la surface du sol à un moment donné dans un ensemble donné de conditions. À présent, il est clair que le taux réel d'infiltration sera inférieur à la capacité d'infiltration à moins que le taux net de précipitations qui atteint le sol après avoir rempli la rétention (c'est-à-dire l'interception + le stockage de la dépression) soit égal ou supérieur à la capacité d'infiltration. La capacité d'infiltration continue à diminuer au fur et à mesure que le profil du sol devient saturé. Comme l'infiltration, la capacité d'infiltration dépend également du type de sol, de la teneur en humidité, de la matière organique présente dans le sol, de la couverture végétale et de la saison.

L'indice d'infiltration donne le taux moyen d'infiltration pour la période de temps des pluies d'orage au cours de laquelle l'intensité des précipitations est supérieure à W. Ainsi, on peut dire qu'il s'agit d'un raffinement sur l'indice ф qui, outre l'infiltration, comprend également l'interception et le stockage de la dépression.

L'indice ф est la partie du taux moyen de précipitations au cours d'une tempête qui est perdue par les processus d'interception, de stockage de la dépression et d'infiltration pris ensemble. Il peut donc être défini comme le taux de précipitations moyennes pendant toute tempête au-delà duquel le volume des précipitations restantes est égal au volume du ruissellement direct de surface. L'indice peut être calculé à partir d'un hyétogramme (graphique du temps en fonction de l'intensité des précipitations) de la tempête de telle sorte que le volume de précipitations dépassant ce taux sera égal au volume du ruissellement de la tempête.

Indice Φ

L'indice Φ est la pluviométrie moyenne au-dessus de laquelle le volume des précipitations est égal au volume du ruissellement. L'indice Φ est dérivé de l'hyétogramme des précipitations avec la connaissance du volume de ruissellement qui en résulte. La perte initiale est également considérée comme une infiltration. La valeur Φ est trouvée en la considérant comme une capacité d'infiltration constante. Si l'intensité des précipitations est inférieure à 0, alors le taux d'infiltration est égal à l'intensité des précipitations; cependant, si les précipitations s'infiltrent. La valeur Φ est trouvée en traitant l'intensité est supérieure à Φ la différence entre les précipitations et l'infiltration dans un intervalle de temps représente le volume de ruissellement.

La quantité de pluie dépassant l'indice Φ est appelée excès de pluie. L'indice Φ représente ainsi le prélèvement total et permet d'estimer l'ampleur du ruissellement pour un hyétogramme de précipitations donné.

Indice W

Dans une tentative d'affiner l'indice Φ, les pertes initiales sont séparées du prélèvement total et une valeur moyenne du taux d'infiltration appelée indice W. L'estimation précise de l'indice W est encore plus difficile. La valeur minimale de l'indice W obtenue dans des conditions de sol très humide, représentant le taux minimum constant d'infiltration du bassin versant, est connue sous le nom de W_min. L'indice W et l'indice Φ varient d'une tempête à l'autre.

Taux d'infiltration

La teneur antérieure en humidité du sol a une influence considérable sur le taux initial et la quantité totale d'infiltration, mais elle diminue à mesure que la teneur en humidité du sol augmente. Le taux d'infiltration de tout sol est limité par toute restriction de l'écoulement de l'eau dans et à travers le profil du sol. La couche de sol ayant la perméabilité la plus faible, soit en surface, soit en dessous, détermine généralement le taux d'infiltration. Les taux d'infiltration sont également affectés par la porosité du sol qui est modifiée par le travail du sol ou le compactage.

La culture influence le taux d'infiltration en augmentant la porosité du sol de surface et en brisant les joints de surface. L'effet du travail du sol sur l'infiltration ne dure généralement que jusqu'à ce que le sol retrouve son état antérieur de densité apparente en raison des irrigations ultérieures. Les taux d'infiltration sont généralement plus faibles dans les sols à texture lourde que dans les sols à texture légère. Il a été établi qu'en irrigation de surface, une profondeur accrue augmente légèrement l'infiltration initiale, mais que la profondeur d'application a un effet négligeable après une irrigation prolongée.

Les taux d'infiltration sont également influencés par la couverture végétale. Les taux d'infiltration sur les prairies sont donc plus élevés que sur les terres nues et incultes. L'ajout de matière organique augmente considérablement le taux d'infiltration. La conductivité hydraulique du profil du sol change souvent au cours de l'infiltration, non seulement en raison de l'augmentation de la teneur en humidité, mais également en raison de la flaque de surface causée par la réorientation des particules de surface et le lavage des matériaux plus fins dans le sol. La viscosité de l'eau influence l'infiltration.

Les taux élevés d'infiltration sous les tropiques, dans des conditions pédologiques par ailleurs comparables, sont dus à la faible viscosité de l'eau chaude.

En rapport avec "indice d'infiltration"

• capacité d'infiltration

  

  La capacité d'infiltration est la quantité maximum d'eau qui s'infiltre dans le sol ou substrat dans un temps t.

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