Évaluation des propriétés hydrauliques non saturées par approches semi-analytiques et numériques sur échantillons de sols

太阳光的半分析和数值方法的非饱和水力评估

• 批准号: RGPIN-2020-04495
• 负责人: Caron, Jean
• 金额: $ 3.72万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=739993
• 关键词: valuation; des; propri; hydrauliques; non

Pour faire face à une demande accrue d'environ 70 % en besoins alimentaires d'ici à 2050, l'agriculture doit augmenter sa productivité et les experts sont d'avis que la qualité des sols est la prochaine limite à franchir pour y parvenir. Notre équipe s'est penchée dernièrement sur l'irrigation, mais nos travaux indiquent aussi qu'un facteur encore plus important d'amélioration de la productivité est liée largement à la qualité des sols (drainage, compaction, aération). L'évaluation de cette qualité se fait en partie par la caractérisation des propriétés hydrauliques (ex : aération, conductivité hydraulique saturée et non saturée) de cylindres de sol prélevés au champ. Ces caractérisations hydrauliques sont toutefois onéreuses et difficiles à obtenir au laboratoire et requiert une forte expertise. Des technologies pour mesurer rapidement la teneur en eau, le potentiel matriciel et le débit permettraient aussi d'estimer indirectement les propriétés hydrauliques des sols agricoles avec précision en utilisant des méthodes numériques inverses couplées aux données. Toutefois, les estimations numériques inverses génèrent souvent un nombre infini de solutions ce qui résulte en estimations peu réalistes et peu utiles. Ce programme vise à générer une nouvelle approche numérique inverse utilisant des solutions analytiques en premier lieu pour fournir un premier estimé des propriétés hydrauliques à partir d'observations prises lors d'événements caractéristiques du terrain (drainage, précipitations) et à utiliser ces premiers estimés pour limiter les plages de recherche des paramètres hydrauliques pour une efficacité accrue des méthodes inverses. La première année du projet sera consacrée à la recherche de solutions analytiques associées aux phases de drainage et d'humectation d'un sol saturé ou non saturé, sur des colonnes de sol (organiques, sableux, limoneux et argileux) construites et instrumentées, soumises périodiquement à des événements de drainage et de précipitation pour estimer les propriétés hydrauliques. Les jeux de données obtenues seront analysés en utilisant 1) des calculs classiques par différences finies (profils instantanés) 2) des méthodes numériques inverses (Hydrus), 3) des solutions analytiques ou 4) et 5) à partir de deux autres méthodes utilisant une estimation initiale des paramètres obtenus des solutions analytiques avant le lancement de l'estimation numérique inverse. Une dernière étape consistera à comparer la précision des résultats obtenus et à élaborer un algorithme fiable pour l'estimation des propriétés hydrauliques. L'estimation en temps réel des paramètres hydrauliques constituera une percée scientifique importante, en permettant la mise en place d'une véritable intelligence diagnostique autonome en agriculture de précision, bénéfique pour les firmes d'experts-conseils en agronomie, pour l'utilisation et la conservation des sols et l'accroissement de la productivité de l'agriculture canadienne pour les générations à venir.

面对 2050 年环境要求增加 70% 的粮食，农业将提高生产力，专家们将太阳质量限制为法国的生产者。 Notre équipe s'est penchée液压特性特性的质量评估（例如：通气、传导水力饱和和非饱和） de cylindres de sol prelevés au matriciel et le。然而，数值逆估计是一种名为无限解的通用解决方案评估结果是真实的和实用的。 （排水、降水）以及利用水力参数研究限制器的首要估计，以提高反方法的效率。唐尼游戏获得使用 1) 计算经典差异的计算（瞬时轮廓）2) 数值反演方法 (Hydrus)，3) 使用初始估计得到解决方案分析数值逆估计解决方案分析的参数。水力构成是重要的科学认识，在农业精确性方面具有真正的智能诊断自主性，有利于农学方面的专家咨询公司，促进太阳的利用和保护以及增长加拿大农业生产力今天的世代。