Le module aménagement du modèle WaterSed permet de simuler quatre types d’aménagements : fascine, haie, bande enherbée et mare / bassin tampon.
1. Fonctionnement hydrologique
Chaque aménagement est décrit suivant 4 paramètres.
- Une largeur (m)
- Une capacité d’infiltration (mm/h)
- Un coefficient de Manning
- Un volume (m3)
L’intégration des aménagements dans le modèle consiste à modifier les grilles en entrée du modèle, sur les mailles où sont positionnés les aménagements.
Capacité d’infiltration
La capacité d’infiltration finale IC’i (mm/h) est calculée au prorata de la largeur de l’ouvrage L et de la résolution du MNT X.
Si la largeur de l’ouvrage est inférieure à la résolution du MNT :
Avec :
ICi : capacité d’infiltration initiale de la maille i (mm/h)
ICAMGi : capacité d’infiltration de l’aménagement (mm/h)
L : largeur de l’aménagement (m)
X : résolution du MNT (m)
Si la largeur de l’ouvrage est supérieure ou égale à la résolution du MNT alors :
Ce mode de calcul est appliqué à l’ensemble des aménagements : fascine, haie, bande enherbée et mare / bassin tampon.
Imbibition
Pour une maille fascine, haie ou bande enherbée, l’imbibition finale IMB’i (mm) est celle de la grille imbibition initiale IMBi (mm), renseignée en entrée du modèle.
Pour une maille mare / bassin tampon, la valeur de la grille imbibition initiale IMBi (mm) est remplacée par le volume de l’ouvrage VOi (mm). Cet artifice numérique permet de creuser artificiellement un puit dont le volume est celui de l’ouvrage.
La capacité de stockage en eau du sol
Pour une maille fascine, haie ou bande enherbée, la capacité de stockage en eau du sol finale WS’i est celle de la grille capacité de stockage en eau du sol initiale WSi (mm), renseignée en entrée du modèle.
Pour une maille mare / bassin tampon, la capacité de stockage en eau du sol finale WS’i (mm) est la somme de la capacité de stockage en eau du sol initiale WSi (mm) et du volume de l’ouvrage VOi (mm).
Coefficient de Manning
Pour les quatre types d’aménagement, le coefficient de Manning final n’i correspond au coefficient de Manning de l’aménagement nAMGi.
2. Fonctionnement sédimentaire
Pour les quatre types d’aménagement, la concentration en MES dans les eaux de ruissellement MESi (g/l) et l’érodibilité ERODi (-) est égale à 0.
Fascine / Haie
Pour les fascines et les haies, une équation empirique a été développée sur la base des travaux de l’AREAS. Le taux de transfert de sédiment TTi (-) est fonction du débit spécifique entrant QSi (m3/m/s). L’équation est la suivante :
Le taux de transfert a été volontairement borné entre 0.05 et 0.95 puisque ces ouvrages ne sont pas en mesure de piéger / transférer 100% des sédiments. Connaissant le taux de transfert à partir de l’équation précédente, le taux de dépôt de sédiment TDi (-) est déterminé selon l’équation :
L’allure de la relation est représentée sur la figure ci-après. Plus le débit spécifique entrant QSi est grand, moins le taux de dépôt TDi de sédiment est élevé.
Mare / bassin tampon
Le taux de transfert de sédiment d’un bassin est fonction du volume de ruissellement entrant Vi (m3) dans l’ouvrage.
Si le volume de ruissellement en sortie d’ouvrage Vi (m3) est supérieur au volume de stockage de l’ouvrage VOi (m3), le taux de transfert de sédiment TTi (-) est :
Si le volume de ruissellement Vi (m3) est inférieur ou égal au volume de stockage de l’ouvrage VOi (m3), le taux de transfert de sédiment TTi (-) est égal à 0.
Bande enherbée
Le taux de transfert de sédiment d’une bande enherbée est déterminée selon l’équation de capacité de transport du modèle. L’augmentation du coefficient de Manning au droit d’une bande enherbée (entre 0.15 et 0.3) permet de diminuer la capacité de transport et ainsi augmenter le dépôt de sédiment.
WaterSed 