Solutions techniques
le modèle Nemis proposé par Hénault (1993) aux sols saturés et au
contexte local :
VED = VPD x / N x f r
avec :
VED = vitesse effective de dénitrification (kgN/ha/j),
VPD = vitesse potentielle de dénitrification (kgN/ha/j), à 20 °C en
anoxie et avec nitrate en excès,
fr : loi d’Arrhénius avec un Qio de 2 entre 10 °C et 20 °C et 10 entre
0 °C et 10 °C (Bidois et al., dans ce volume),
f N : loi de Michaelis-Menten avec Km = 22 mgN/g de sol sec.
À chaque pas de temps, la concentration en azote est calculée par le
bilan de masse sur le pas de temps. II est à noter que, comme la taille
du compartiment varie d’un pas de temps à l’autre alors que les flux
entrant et sortant sont supposés identiques, le bilan de masse n est
pas respecté entre deux pas de temps. Ceci n’affecte toutefois pas le bilan
de masse global du bassin versant car la variation de taille reste interne au système.
Le prélèvement biologique dans la zone humide est modélisé différemment. Comme expliqué plus haut, un seuil de profondeur de nappe
accessible aux racines a été intégré à Topmodel, déterminant une surface plus étendue que la zone totalement saturée où la demande évapotranspiratoire non satisfaite par le sol est prélevée directement dans
la nappe. Il a été considéré que ce flux d’eau s’accompagnait d’un flux
de nitrate proportionnel à la concentration de la nappe.
Autres facteurs de diminution des concentrations en nitrate
Pendant les crues, la lame cl’eau ruisselée est considérée comme totalement dépourvue de nitrate, ceci entraînant une dilution des concentrations dans le ruisseau.
La dénitrification autotrophe par oxydation de la pyrite dans le schiste
sain est consiclérée comme totale. La contribution réelle de l’eau dénitrifiée par cette voie à l’écoulement a été modélisée comme étant égale
à une fraction de l’écoulement de base décroissant linéairement quand
celui-ci augmente. Les paramètres de cette décroissance (pente Apyr et
constante Bpyr) ont été ajustés en fonction des connaissances disponibles et du rapport NO3/SO4 dans le ruisseau.
Paramétrisation et structure informatique
Le tableau 1 résume les variables de forçage et les paramètres du
modèle complet. La figure 1 représente son organigramme. Topmodel
est écrit en Fortran 77, avec des fichiers d’entrée et de sortie en Ascii.
Le reste du modèle se présente sous la forme de quatre fichiers Excel
reliés, un pour la minéralisation et le prélèvement, un pour le lessivage, un pour l’hydrologie et un « chef d’orchestre » calculant les flux et
concentrations à l’exutoire.
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le modèle Nemis proposé par Hénault (1993) aux sols saturés et au
contexte local :
VED = VPD x / N x f r
avec :
VED = vitesse effective de dénitrification (kgN/ha/j),
VPD = vitesse potentielle de dénitrification (kgN/ha/j), à 20 °C en
anoxie et avec nitrate en excès,
fr : loi d’Arrhénius avec un Qio de 2 entre 10 °C et 20 °C et 10 entre
0 °C et 10 °C (Bidois et al., dans ce volume),
f N : loi de Michaelis-Menten avec Km = 22 mgN/g de sol sec.
À chaque pas de temps, la concentration en azote est calculée par le
bilan de masse sur le pas de temps. II est à noter que, comme la taille
du compartiment varie d’un pas de temps à l’autre alors que les flux
entrant et sortant sont supposés identiques, le bilan de masse n est
pas respecté entre deux pas de temps. Ceci n’affecte toutefois pas le bilan
de masse global du bassin versant car la variation de taille reste interne au système.
Le prélèvement biologique dans la zone humide est modélisé différemment. Comme expliqué plus haut, un seuil de profondeur de nappe
accessible aux racines a été intégré à Topmodel, déterminant une surface plus étendue que la zone totalement saturée où la demande évapotranspiratoire non satisfaite par le sol est prélevée directement dans
la nappe. Il a été considéré que ce flux d’eau s’accompagnait d’un flux
de nitrate proportionnel à la concentration de la nappe.
Autres facteurs de diminution des concentrations en nitrate
Pendant les crues, la lame cl’eau ruisselée est considérée comme totalement dépourvue de nitrate, ceci entraînant une dilution des concentrations dans le ruisseau.
La dénitrification autotrophe par oxydation de la pyrite dans le schiste
sain est consiclérée comme totale. La contribution réelle de l’eau dénitrifiée par cette voie à l’écoulement a été modélisée comme étant égale
à une fraction de l’écoulement de base décroissant linéairement quand
celui-ci augmente. Les paramètres de cette décroissance (pente Apyr et
constante Bpyr) ont été ajustés en fonction des connaissances disponibles et du rapport NO3/SO4 dans le ruisseau.
Paramétrisation et structure informatique
Le tableau 1 résume les variables de forçage et les paramètres du
modèle complet. La figure 1 représente son organigramme. Topmodel
est écrit en Fortran 77, avec des fichiers d’entrée et de sortie en Ascii.
Le reste du modèle se présente sous la forme de quatre fichiers Excel
reliés, un pour la minéralisation et le prélèvement, un pour le lessivage, un pour l’hydrologie et un « chef d’orchestre » calculant les flux et
concentrations à l’exutoire.
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