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Irrigation et eaux souterraines – efficience, nappe phréatique, engorgement et salinisation

GéographieEau et océans15–16 ans

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L'écran Parcelle irriguée est une coupe d'une région agricole sèche : choisissez le mode d'irrigation (submersion, à la raie, aspersion, goutte-à-goutte), la source d'eau (un canal alimenté par un fleuve ou un forage), la culture, les précipitations, la salinité de l'eau d'irrigation, la part des terres irriguées et la présence de drains enterrés. Sur 25 saisons, le modèle calcule l'eau apportée, l'efficience de l'irrigation, la percolation profonde, le niveau de la nappe, la salinité de la zone racinaire et le rendement : les infiltrations des canaux et des parcelles font monter la nappe et provoquent engorgement et salinisation, tandis que pomper plus que la recharge la fait baisser. L'écran Aquifère montre la porosité et la perméabilité du gravier, du sable, du limon et de l'argile, les nappes libres et captives, un puits artésien jaillissant quand la surface piézométrique est au-dessus du sol et un cône de rabattement autour d'un puits de pompage qui assèche le puits du village et attire l'eau salée près de la côte.

Leçon : Eaux souterraines et usage de l'eau en agriculture : efficience de l'irrigation, bilan de la nappe, engorgement et salinisation, aquifères, puits artésiens, cônes de rabattement et intrusion saline

Ce qu’elle montre

L'irrigation nourrit une grande partie du monde, mais l'eau perdue par les canaux et les parcelles ne disparaît pas : elle s'infiltre et fait monter la nappe. Quand la nappe arrive à environ 2 m de la surface, les remontées capillaires apportent du sel dans la zone racinaire, et le sol s'engorge et se salinise. Pomper l'eau souterraine plus vite qu'elle ne se recharge fait au contraire baisser la nappe. Le modèle de la parcelle est un bilan saisonnier d'eau et de sel ; l'écran de l'aquifère utilise l'équation de Theis pour le rabattement et la relation de Ghyben–Herzberg pour l'interface salée. Ce sont des modèles simplifiés.

Mode d’emploi

Dans Parcelle irriguée, choisissez Mode, Source d'eau et Culture, réglez Précipitations, Salinité de l'eau et Surface irriguée, cochez Drains enterrés si vous le souhaitez, puis cliquez sur Lancer ou +1 saison. Basculez le Graphique entre Nappe, Salinité racinaire, Rendement et Eau d'irrigation. Dans Aquifère, choisissez Matériau de l'aquifère, réglez Débit de pompage, Distance à la côte et Altitude de la zone de recharge, cliquez sur Pomper et touchez une couche pour lire sa porosité.

Paramètres modifiables

  • Écran Parcelle irriguée, Aquifère
  • Mode d'irrigation Irrigation par submersion, Irrigation à la raie, Irrigation par aspersion, Irrigation goutte-à-goutte
  • Source d'eau Canal alimenté par un fleuve, Forage (eau souterraine)
  • Culture Blé, Maïs, Coton, Tomate
  • Précipitations annuelles 0–800 mm/an
  • Salinité de l'eau d'irrigation (CE) 0,2–4 dS/m
  • Drains enterrés
  • Part des terres irriguées 10–80 %
  • Matériau de l'aquifère Gravier, Sable, Limon
  • Débit de pompage 0–5000 m³/jour
  • Distance du puits de pompage à la côte 200–1200 m
  • Altitude de la zone de recharge au-dessus de la plaine 0–40 m

Questions à explorer

  1. Pourquoi l'irrigation par submersion avec l'eau d'un canal pendant des années engorge-t-elle et sale-t-elle le sol ?
  2. Le goutte-à-goutte économise l'eau : pourquoi la nappe peut-elle quand même baisser si la surface irriguée est grande ?
  3. Pourquoi un puits de pompage proche de la côte devient-il salé plus facilement qu'un puits à l'intérieur des terres ?

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