New transient method for determining soil hydraulic conductivity function: Fid-Bau Portal

New transient method for determining soil hydraulic conductivity function

Chen, R

La méthode à profil instantané (« instantaneous profile method – IPM ») est une méthode transitoire pour mesurer une fonction de conductivité hydraulique de sol (« soil hydraulic conductivity function – SHCF »), qui concerne la conductivité hydraulique du sol avec aspiration. Dans la méthode d’interprétation actuelle de l’IPM, le flux limite pendant l’essai doit être connu pour intégrer des profils instantanés de teneur en eau pour obtenir le débit d’eau. Cependant, il est généralement difficile et coûteux à mesurer un flux limite et si inconnu, des hypothèses qui pourraient ne pas être facilement justifiées doivent être réalisées (en particulier dans les conditions de terrain). Dans cette étude, une nouvelle méthode est proposée de telle sorte que le flux limite n’a pas besoin d’être mesuré, contrôlé ou supposé lors d’un essai. La nouvelle méthode est évaluée par le biais (i) d’essais à colonnes hypothétiques en utilisant l’analyse d’infiltration transitoire et (ii) cinq études de cas. La nouvelle méthode est capable de déterminer un SHCF avec une bonne précision. L’écart quadratique moyen normalisé (« root-mean-square deviation - RMSD ») pour les anciennes et les nouvelles méthodes est inférieur à 5 % et à 10 %, respectivement. La précision de la nouvelle méthode peut être augmentée sensiblement (à savoir, NRMSD <5 %) lorsque l’espacement des capteurs installés le long d’une colonne de sol est réduit. Un espacement plus étroit des capteurs réduit la propagation d’erreurs en raison de la différenciation numérique des profils instantanés de la charge hydraulique pour déterminer le gradient hydraulique. [Traduit par la Rédaction]

The instantaneous profile method (IPM) is a transient method for measuring a soil’s hydraulic conductivity function (SHCF), which relates soil hydraulic conductivity with suction. In the existing interpretation method of the IPM, boundary flux during testing must be known to integrate instantaneous profiles of water content for obtaining the water flow rate. However, it is usually difficult and expensive to measure a boundary flux and if not known, assumptions that may not be easily justified (especially in the field condition) have to be made. In this study, a new method is proposed so that boundary flux does not need to be measured, controlled or assumed during a test. The new method is evaluated through (i) hypothetical column tests using transient seepage analyses and (ii) five case studies. The new method is capable of determining an SHCF with good accuracy. Normalized root-mean-square deviation (NRMSD) for the old and new methods is less than 5% and 10%, respectively. The accuracy of the new method can be increased substantially (i.e., NRMSD <5%) when the spacing of sensors installed along a soil column is reduced. Closer sensor spacing reduces error propagation due to numerical differentiation of instantaneous profiles of hydraulic head for determining hydraulic gradient.