Note : avant de commencer ce tutoriel, il est impératif d’avoir réalisé le tutoriel associé à Input Generator de WaterSed.
1. Principe
La capacité de stockage en eau du sol correspond à la hauteur d’eau maximale que le sol peut infiltrer. En l’absence de données pédologiques, une méthode géomorphologique a été appliquée pour estimer ces hauteurs, selon les concepts développés dans le modèle TOPMODEL (Beven and Kirkby, 1979). Les auteurs considèrent que la profondeur de la zone saturée est infinie et que le niveau piézométrique de la nappe contrôle la hauteur d’eau pouvant être infiltrée dans le profil de sol (Sivapalan et al., 1997). Sur un versant, cette hauteur d’eau est maximale en haut de versant et minimum en bas de versant, où la nappe affleure au niveau du cours d’eau.
Coupe schématique d’un versant et des différents processus d’écoulement souterrain
(Chow, 1988)
Pour spatialiser cette capacité de stockage en eau du sol, l’index d’humidité topographique de Beven and Kirkby peut être utilisé. Son expression est la suivante :
Avec :
TWI : Indice d’humidité topographique (« Topographic Wetness Index »)
a : aire contributive (m²)
b : pente locale (radian)
Les valeurs sont ensuite normées entre 0 et 1 et inversées de telle manière à avoir des valeurs 1 en haut de versant et des valeurs 0 en bas de versant. Ces valeurs sont finalement normées entre deux bornes minimum et maximum de capacité de stockage en eau du sol :
Avec :
W : capacité de stockage en eau du sol (mm)
Wmin : capacité de stockage minimum en eau du sol (mm)
Wmax : capacité de stockage maximum en eau du sol (mm)
TWInorm : indice d’humidité topographique normé entre 0 et 1.
Les bornes minimum et maximum sont généralement obtenues sur la base d’une cartographie des épaisseurs de sol.
2. Utilisation de Water Storage Generator
Lancer SAGA GIS
Importer la grille mnt_fill.sgrd (produit lors du tutoriel de traitement de la topographie).
Importer la grille infiltration_capacity_mmh.sgrd (produit lors du tutoriel WaterSed Input Generator).
Télécharger Water Storage Generator (WS_WATER_STOR_v1.2.xml) depuis l’onglet Téléchargement et installer l’outil sur SAGA GIS par glisser-déposer du fichier xml. L’outil est accessible depuis :
Tools <> Tool Chains <> WaterSed <> Water Storage Generator
L’outil peut générer une grille de capacité de stockage en eau du sol selon deux méthodes :
- Constant Value : valeur unique de capacité de stockage en eau du sol
- IBK Method : valeurs de capacité de stockage en eau du sol selon la méthode IBK présentée précédemment
Charger le Grid System de mnt_fill.sgrd. Dans le menu DEM, pointer vers mnt_fill. Dans le menu Infiltration capacity (mm/h), pointer vers infiltration_capacity_mmh. Indiquer une valeur de 50 pour Minimum water storage (mm) et de 110 pour Maximum water storage (mm). Cliquer sur Okay.
La grille produite apparait dans l’onglet Data sous le nom Water storage (mm). Pour visualiser la grille, Clique-Droit puis Add to Map.
Les zones en bleu se situent dans les fonds de talweg et correspondent à des zones où la capacité de stockage en eau du sol est proche de 50. Les zones allant du jaune au rouge se situent sur les hauts de versant et correspondent à des zones où la capacité de stockage en eau du sol est proche de 110.
Sauvegarder la grille Water storage (mm) sous le nom water_storage dans le dossier INPUT.
/TUTORIEL/PREPROCESSING/DATA_BASE/water_storage.sgrd
WaterSed 