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Areal Infiltration Modeling over Soils with Spatially Correlated Hydraulic Conductivities / Govindaraju, Rao S. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 6, N° 2 (Mars/Avril 2001)

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 6, N° 2 (Mars/Avril 2001) . - 150-158 p. Titre : Areal Infiltration Modeling over Soils with Spatially Correlated Hydraulic Conductivities Titre original : Infiltration Régionale Modelant les Sols Finis avec des Conductivités Hydrauliques dans l'Espace Corrélées Type de document : texte imprimé Auteurs : Govindaraju, Rao S., Auteur ; Corradini, C. ; Morbidelli, R., Auteur Article en page(s) : 150-158 p. Note générale : Hydrologie, Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Infiltration  Champ  aléatoire  Sols  finis  Conductivités  Hydraulique  Sol  saturé  Equation  Balance  Précipitation  Eau  Paramètres  Simulation  de  Monté  Carlo  Corrélation  Graduation  Evaluation  Espace Index. décimale : 551.4/620 Résumé : We study the problem of field-scale infiltration over soils where spatial variability of saturated hydraulic conductivity is represented by a homogeneous correlated lognormal random field. The Green-Ampt equation was used to describe infiltration at the local scale. Cumulative infiltration, F, was initially used as the independent variable to develop expressions for the ensemble mean and variance of fied-scale infiltration under both constant and time-dependent rainfall rates. Analytical expression was derived for the expected time it takes for a given areal depth of water to infiltrate into the soil. Approximate expressions based on a series expansion and a parameterization of the local cumulative infiltration were also presented for describing the ensemble-averaged field-scale infiltration. THese results were compared with extensive sets of Monte Carlo simulations for a wide variety of cases. The Simulations revealed that the proposed formulations provide an adequate estimate of field-scale infiltration, and that the variance of field-scale infiltration could be parameterized through a simple scaling relationship in terms of the correlation length of the saturated hydraulic conductivity field. Simplified expressions for the variance under asymptotic correlation lengths were also presented. Nous étudions le problème de l'infiltration de plein champ au-dessus des sols où la variabilité spatiale de la conductivité hydraulique saturée est représentée par un champ aléatoire lognormal corrélé homogène. L'équation Verte-Ampt a été employée pour décrire l'infiltration à la balance locale. L'infiltration cumulative, F, a été au commencement employée comme la variable indépendante pour développer des expressions pour le moyen d'ensemble et le désaccord de fied-mesurent l'infiltration sous des taux constants et dépendant du temps de précipitations. L'expression analytique a été dérivée pendant le temps prévu qu'elle prend pour une profondeur régionale donnée de l'eau pour infiltrer dans le sol. Des expressions approximatives basées sur une expansion de série et une paramétrisation de l'infiltration cumulative locale ont été également présentées pour décrire l'infiltration de plein champ ensemble-faite la moyenne. Ces résultats ont été comparés aux ensembles étendus de simulations de Monte Carlo pour une grande variété de cas. Les simulations ont indiqué que les formulations proposées fournissent à évaluation proportionnée d'infiltration de plein champ, et que le désaccord de l'infiltration de plein champ pourrait être paramétrisé par un rapport simple de graduation en termes de longueur de corrélation du champ hydraulique saturé de conductivité. Des expressions simplifiées pour le désaccord sous des longueurs asymptotiques de corrélation ont été également présentées. [article] Areal Infiltration Modeling over Soils with Spatially Correlated Hydraulic Conductivities = Infiltration Régionale Modelant les Sols Finis avec des Conductivités Hydrauliques dans l'Espace Corrélées [texte imprimé] / Govindaraju, Rao S., Auteur ; Corradini, C. ; Morbidelli, R., Auteur . - 150-158 p. Hydrologie, Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 6, N° 2 (Mars/Avril 2001) . - 150-158 p. Mots-clés : Infiltration  Champ  aléatoire  Sols  finis  Conductivités  Hydraulique  Sol  saturé  Equation  Balance  Précipitation  Eau  Paramètres  Simulation  de  Monté  Carlo  Corrélation  Graduation  Evaluation  Espace Index. décimale : 551.4/620 Résumé : We study the problem of field-scale infiltration over soils where spatial variability of saturated hydraulic conductivity is represented by a homogeneous correlated lognormal random field. The Green-Ampt equation was used to describe infiltration at the local scale. Cumulative infiltration, F, was initially used as the independent variable to develop expressions for the ensemble mean and variance of fied-scale infiltration under both constant and time-dependent rainfall rates. Analytical expression was derived for the expected time it takes for a given areal depth of water to infiltrate into the soil. Approximate expressions based on a series expansion and a parameterization of the local cumulative infiltration were also presented for describing the ensemble-averaged field-scale infiltration. THese results were compared with extensive sets of Monte Carlo simulations for a wide variety of cases. The Simulations revealed that the proposed formulations provide an adequate estimate of field-scale infiltration, and that the variance of field-scale infiltration could be parameterized through a simple scaling relationship in terms of the correlation length of the saturated hydraulic conductivity field. Simplified expressions for the variance under asymptotic correlation lengths were also presented. Nous étudions le problème de l'infiltration de plein champ au-dessus des sols où la variabilité spatiale de la conductivité hydraulique saturée est représentée par un champ aléatoire lognormal corrélé homogène. L'équation Verte-Ampt a été employée pour décrire l'infiltration à la balance locale. L'infiltration cumulative, F, a été au commencement employée comme la variable indépendante pour développer des expressions pour le moyen d'ensemble et le désaccord de fied-mesurent l'infiltration sous des taux constants et dépendant du temps de précipitations. L'expression analytique a été dérivée pendant le temps prévu qu'elle prend pour une profondeur régionale donnée de l'eau pour infiltrer dans le sol. Des expressions approximatives basées sur une expansion de série et une paramétrisation de l'infiltration cumulative locale ont été également présentées pour décrire l'infiltration de plein champ ensemble-faite la moyenne. Ces résultats ont été comparés aux ensembles étendus de simulations de Monte Carlo pour une grande variété de cas. Les simulations ont indiqué que les formulations proposées fournissent à évaluation proportionnée d'infiltration de plein champ, et que le désaccord de l'infiltration de plein champ pourrait être paramétrisé par un rapport simple de graduation en termes de longueur de corrélation du champ hydraulique saturé de conductivité. Des expressions simplifiées pour le désaccord sous des longueurs asymptotiques de corrélation ont été également présentées.

Use of Similarity Profiles for Computing Surface Runoff Over Small Watersheds / Govindaraju, Rao S. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 4, N° 2 (Avril 1999)

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 4, N° 2 (Avril 1999) . - 100-105 p. Titre : Use of Similarity Profiles for Computing Surface Runoff Over Small Watersheds Titre original : Utilisation des Profils de Similitude pour Calculer Lignes de Partage d'Excédent d'Eaux de Surface de Petites Type de document : texte imprimé Auteurs : Govindaraju, Rao S., Auteur ; Morbidelli, R., Auteur ; Corradini, C. Article en page(s) : 100-105 p. Note générale : Hydrologie, Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Similitude  Analyse  d'hydrogramme  Eau  Ecoulement  de  surface  Fonction  sinus  Equation  partielle  Excedent  d'eau  Petite  surface Index. décimale : 551.4/620 Résumé : This Study investigated the use of similarity profiles in space for analyzing surface-runoff hydrographs occuring at the outlet of small watersheds. The Spatial behavior of the flow depth over each element (overland region or stream reach) was approximated by a sine function, so that the partial differential equations governing water movement were reduced to ordinary differential equations. Solutions of these reduced equations were obtained at a smaller computational cost, with analytical solutions available in some cases. These solutions then were extenred to study surface water movement over small watersheds that could be represented as a sequence of cascading overland flow planes and streams. The Performance of this model was studied by comparing with results from another physically based model, KINEROS, and experimental observations. It was concluded that the similarity solutions are robust and almost as accurate as numerical solutions that were obtained from physically based models, when used within their range of applicability explicitly defined in the paper. Some guidelines for spatial discretization of the watershed for appropriate use of the similarity solutions have been provided. Cette étude a étudié l'utilisation des profils de similitude dans l'espace pour analyser des hydrogrammes d'surface-écoulement se produisant à la sortie de petites lignes de partage. Le comportement spatial du tirant d'eau au-dessus de chaque élément (extension sur terre de région ou de jet) a été rapproché par une fonction de sinus, de sorte que les équations partielles régissant le mouvement de l'eau aient été réduites aux équations ordinaires. Des solutions de ces équations réduites ont été obtenues à un plus petit coût informatique, avec les solutions analytiques disponibles dans certains cas. Ces solutions étaient alors extenred pour étudier lignes de partage d'excédent de mouvement d'eau de surface les petites qui pourraient être représentées comme ordre de cascader des avions et des jets d'écoulement de surface. L'exécution de ce modèle a été étudiée en comparant aux résultats des autres le modèle physiquement basé, le KINEROS, et les observations expérimentales. On l'a conclu que les solutions de similitude sont robustes et presque aussi précises que les solutions numériques qui ont été obtenues à partir des modèles physiquement basés, une fois utilisé dans leur marge d'applicabilité explicitement définie dans le papier. Quelques directives pour la discrétisation spatiale de la ligne de partage pour l'usage approprié des solutions de similitude ont été fournies. [article] Use of Similarity Profiles for Computing Surface Runoff Over Small Watersheds = Utilisation des Profils de Similitude pour Calculer Lignes de Partage d'Excédent d'Eaux de Surface de Petites [texte imprimé] / Govindaraju, Rao S., Auteur ; Morbidelli, R., Auteur ; Corradini, C. . - 100-105 p. Hydrologie, Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 4, N° 2 (Avril 1999) . - 100-105 p. Mots-clés : Similitude  Analyse  d'hydrogramme  Eau  Ecoulement  de  surface  Fonction  sinus  Equation  partielle  Excedent  d'eau  Petite  surface Index. décimale : 551.4/620 Résumé : This Study investigated the use of similarity profiles in space for analyzing surface-runoff hydrographs occuring at the outlet of small watersheds. The Spatial behavior of the flow depth over each element (overland region or stream reach) was approximated by a sine function, so that the partial differential equations governing water movement were reduced to ordinary differential equations. Solutions of these reduced equations were obtained at a smaller computational cost, with analytical solutions available in some cases. These solutions then were extenred to study surface water movement over small watersheds that could be represented as a sequence of cascading overland flow planes and streams. The Performance of this model was studied by comparing with results from another physically based model, KINEROS, and experimental observations. It was concluded that the similarity solutions are robust and almost as accurate as numerical solutions that were obtained from physically based models, when used within their range of applicability explicitly defined in the paper. Some guidelines for spatial discretization of the watershed for appropriate use of the similarity solutions have been provided. Cette étude a étudié l'utilisation des profils de similitude dans l'espace pour analyser des hydrogrammes d'surface-écoulement se produisant à la sortie de petites lignes de partage. Le comportement spatial du tirant d'eau au-dessus de chaque élément (extension sur terre de région ou de jet) a été rapproché par une fonction de sinus, de sorte que les équations partielles régissant le mouvement de l'eau aient été réduites aux équations ordinaires. Des solutions de ces équations réduites ont été obtenues à un plus petit coût informatique, avec les solutions analytiques disponibles dans certains cas. Ces solutions étaient alors extenred pour étudier lignes de partage d'excédent de mouvement d'eau de surface les petites qui pourraient être représentées comme ordre de cascader des avions et des jets d'écoulement de surface. L'exécution de ce modèle a été étudiée en comparant aux résultats des autres le modèle physiquement basé, le KINEROS, et les observations expérimentales. On l'a conclu que les solutions de similitude sont robustes et presque aussi précises que les solutions numériques qui ont été obtenues à partir des modèles physiquement basés, une fois utilisé dans leur marge d'applicabilité explicitement définie dans le papier. Quelques directives pour la discrétisation spatiale de la ligne de partage pour l'usage approprié des solutions de similitude ont été fournies.