Module Erosion

1. Erosion diffuse

L’érosion diffuse correspond au détachement par la pluie, sous l’action de l’effet splash. Elle correspond au produit du ruissellement et de la concentration en MES dans les eaux de ruissellement, calculée en fonction de l’état de surface du sol et de l’intensité maximum de la pluie (calculée à 6 min en général) (Cerdan et al., 2002) :

Avec :

EDi : érosion diffuse (kg)

Ri : ruissellement (m3)

MESi : concentration en MES dans les eaux de ruissellement (g/l)

2. Erosion concentrée

Une érosion concentrée apparaît lorsque le débit spécifique de pointe QSi (m3/m/s) dépasse un debit critique QCRITi (m3/m/s) , défini comme un paramètre du modèle. Lorsque la condition est respectée, l’érosion concentrée apparaît sous forme d’une ravine unique par maille. L’érosion concentrée est calculée selon un des deux modules proposés dans le modèle.

Module « Empirical »

La section d’une ravine est considérée comme rectangulaire. La largeur d’une ravine est déterminée WGi (m) selon l’équation empirique développée par Nachtergaele et al., (2002):

Ensuite, la vitesse d’écoulement des eaux de ruissellement dans la ravine VGi (m/s) est calculée selon l’équation empirique de Govers (1992) :

La hauteur de la ravine HGi (ou hauteur d’incision) est déduite de la largeur de la ravine WGi, de la vitesse d’écoulement VGi et du débit de pointe selon la formule QPi. Cette hauteur est pondérée suivant l’érodibilité du sol ERODi (facteur variant entre 0 et 1 avec 0 pour un sol non érodible et 1 pour un sol très érodible) :

Le volume de la ravine VOLi (m3) est déterminé selon l’équation :

Avec :

Li : résolution de la maille (m)

L’érosion concentrée ECi (kg) est finalement appliquée en multipliant le volume de la ravine VOLi par la masse volume d’un sol rho, définie à 1400 kg/m3.

L’érosion totale est la somme de l’érosion diffuse et de l’érosion concentrée.

Module « KSV »

L’érosion concentrée ECi (kg)est calculée en faisant le produit de l’érodibilité ERODi (-), la pente locale Si (%) et le volume de ruissellement Vi (m3) :

3. Transport – Dépôt

Tout comme le ruissellement, l’érosion est accumulée depuis l’amont vers l’aval. Cette accumulation est appelée flux sédimentaire. Il y a dépôt de sédiment lors de la réinfiltration du ruissellement ou lorsque la concentration en MES dans les eaux de ruissellement dépasse la concentration en MES à la capacité de transport.

En cas de réinfiltration, la quantité de sédiment déposée est calculée selon la relation suivante :

Avec :  

DIi : dépôt de sédiment (kg)

Ii : infiltration (m3)

MESi : concentration en MES dans le ruissellement (g/l)

La concentration en MES à la capacité de transport MESTCi (g/l) est définie selon la relation suivante :

Avec :

a, b : paramètres (-)

Si : pente locale (%)

ni : coefficient de Manning (s.m-1/3)

La quantité de sédiment déposée en cas de dépassement de la capacité de transport est déterminée DTCi (kg) selon :

Avec :

Vi : volume de ruissellement (m3)