Programmation de la solution de Glover en deux dimensions pour évaluer la recharge artificielle des aquifères

Programming of 2D Glover solution for Evaluation of aquifer artificial recharge

¹ Laboratoire des Géosciences des Ressources Naturelles, Equipe d'Hydroinformatique, Faculté des Sciences, Université Ibn Tofail, Campus Maamora, BP.133, 1400 Kénitra, Maroc ,
E-mail : Elyasse_elmrabet@yahoo.com
² Département de Physique, Faculté des Sciences, Université Ibn Tofail, Campus Maamora, BP.133, 1400 Kénitra, Maroc ,
E-mail : lahloufouad@hotmail.com

Résumé

Pour estimer l'importance du monticule hydraulique formé sous un dispositif d'infiltration lors d'une opération de recharge artificielle, une série de modèles analytiques ont étés développés [Baumann, 1952 ; Glover, 1960 ; Hantush, 1967 ; Hunt, 1971 ; Rao et Sarma, 1981], et autres. Dans ce travail, la solution apportée par le modèle de Glover a été programmée et analysée pour le cas d'un bassin d'infiltration rectangulaire avec une injection continue. Nous avons développé un code numérique en langage C++ capable de décrire la réponse de la nappe phréatique vis-à-vis d'une opération de recharge artificielle. Trois solutions analytiques ont été utilisées et comparées à des données expérimentales de Bianchi et al. [1975]. Les solutions supposent un aquifère homogène, isotrope, non confiné avec recharge constante, surface piézométrique de la nappe phréatique initialement horizontale. La hauteur du monticule générée par la recharge doit être également faible par rapport à l'épaisseur initiale saturée de l'aquifère. Les résultats des simulations à l'aide de ce code numérique montrent que la solution de Glover donne des estimations raisonnables en comparaison avec les données expérimentales de Bianchi et al. [1975] et celles du modèle de Hantush. Ce modèle peut donc être utilisé pour une analyse préliminaire dans la gestion des bassins d'infiltration des eaux de surface. Cette solution a été utilisée pour réaliser des simulations de recharge artificielle de la nappe de Charf Al Akab au NW du Maroc.

Il faut cependant souligner que, malgré les estimations raisonnables données par la solution analytique de Glover, celle-ci reste limitée et souffre de beaucoup d'hypothèses comme l'homogénéité du sol, un taux d'infiltration constant et un milieu isotrope, ce qui n'est pas toujours le cas en réalité ; d'où le recours aujourd'hui à l'utilisation des modèles numériques qui semblent plus adaptés à des situations réelles souvent complexes.

Abstract

To estimate the importance of the hydraulic mound formed under an infiltration basin during an operation of artificial recharge, a several analytical models were developed [Baumann, 1952; Glover, 1960; Hantush, 1967; Hunt, 1971; Rao and Sarma, 1981], and others. In this work, the solution from Glover model was programmed and analyzed for the case of a rectangular infiltration basin with continuous injection. We have developed a numerical code in c++ language that can describe the response of the aquifer to an operation of artificial recharge. Three analytical solutions were used and compared with experimental data from Bianchi et al. [1975]. The used solutions assume a homogeneous aquifer, isotropic, unconfined with constant recharge rate and piezometric surface of the water table initially horizontal. The height of the mound generated by the recharge must also be small compared to the initial thickness of the saturated aquifer. The result of simulation using this code show that Glover analytical solution gives reasonable estimates in comparison with the experimental data of Bianchi et al. [1975] and those of the Hantush model. The solution of Glover model can be used for a preliminary analysis in the management of infiltration basins surface water. This solution was used to perform simulations of artificial groundwater recharge of Charf Al Ahab NW of Morocco.

It must be emphasized that, despite reasonable estimates given by the analytical solution of Glover, it is limited and suffers from a lot of assumptions as the homogeneity of the soil, a constant rate of infiltration and an isotropic medium, which is not always the case in reality; hence the use today of numerical models that seem more suited to the often complex situations in the porous medium.