Modeling actual water use under different irrigation regimes at district scale: Application to the FAO-56 dual crop coefficient method

The modeling of irrigation in land surface models are generally based on two soil moisture parameters SMthreshold and SMtarget at which irrigation automatically starts and stops, respectively. Typically, both parameters are usually set to optimal values allowing to fill the soil water reservoir with just the estimated right amount and to avoid crop water excess at all times. The point is that agricultural practices greatly vary according to many factors (climatological, crop, soil, technical, human, etc.). To fill the gap, we propose a new calibration method of SMthreshold and SMtarget to represent the irrigation water use in any (optimal, deficit or even over) irrigation regime. The approach is tested using the dual-crop coefficient FAO-56 model implemented at the field scale over an 8100 ha irrigation district in northeastern Spain where the irrigation water use is precisely monitored at the district scale. Both irrigation parameters are first retrieved at monthly scale from the irrigation observations of year 2019. The irrigation simulated by the FAO-56 model is then evaluated against observations at district and weekly scale over 5 years (2017–2021) separately. The performance of the newly calibrated irrigation module is also assessed by comparing it against three other modules with varying configurations including default estimates for SMthreshold and SMtarget. The proposed irrigation module obtains systematically the best performance for each of the 5 years with an overall correlation coefficient of 0.95 ± 0.02 and root-mean square error of 0.27 ± 0.07 hm3/week (0.64 ± 0.17 mm/day). Unlike the three irrigation modules used as benchmark, the new irrigation module is able to reproduce the farmers’ practices throughout the year, and especially, to simulate the actual water use in the deficit and excess irrigation regimes occurring in the study area in spring and summer, respectively.This study was supported by the IDEWA project ( ANR-19-P026-003 ) of the Partnership for research and innovation in the Mediterranean area ( PRIMA ) program and by the Horizon 2020 ACCWA project (grant agreement # 823965 ) in the context of Marie Sklodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE) program. The authors wish to acknowledge the "Comunitat de Regants Canal Algerri Balaguer" and the Ebro Hydrographic Confederation (SAIH Ebro) for providing the observation irrigation data used in this study

Monitoring of groundwater redistribution in a karst aquifer using a superconducting gravimeter

Geodetic tools monitor the earth’s deformation and gravity field. They are presently sensitive enough to record subtle changes triggered by hydrological processes, thus providing complementary data to standard hydrological measurements. Among these tools, superconducting gravimeter (SG) have proven useful to unravel groundwater redistribution, which significantly alter the gravity field. In the frame of the EquipEx MIGA (Matter wave-laser based Interferometer Gravitation Antenna) project, one SG (iOSG-24) was set up in July 2015 in the Low-noise Underground Laboratory (LSBB) at Rustrel, France, in a gallery located 500 m beneath the surface. In this work, we analyse the underground iOSG-24 gravity time series together with hydro-meteorological data and basic gravity modelling. We find that the gravimeter recorded the redistribution of water in the ground and that most of this redistribution occurs in the unsaturated zone located above the gravimeter. Nevertheless, residuals between our model and the gravity data suggest the occurrence of large lateral fluxes and rapid runoff not considered in our model. We discuss how the setting of a second SG, planned in July 2018, at the surface of the LSBB could help unravelling such hydrological processes

Suivi hydroclimatique dans une zone de crise humanitaire chronique - sud-est de Madagascar

International audienc

A study of karst hydrosystem recharge at the parcel scale, using modeling and correlation analysis - Low noise underground laboratory of Rustrel site

La caractérisation des flux d’eaux qui rechargent réellement les hydrosystèmes souterrains reste un frein à la compréhension du fonctionnement hydrogéologique des milieux souterrains. Lors d’événements pluvieux, quelle part de l’eau est évapo-transpirée ? Quelle part est temporairement stockée dans le sol ? Ces incertitudes sont particulièrement fortes dans le cas de la recharge des milieux hétérogènes tel que le karst. En général, les calculs de recharge des hydrosystèmes karstiques se basent sur une représentation simplifiée de l’évapotranspiration qui considère seulement le climat et pas le fonctionnement de la végétation. Dans cette étude, un modèle de végétation permettant de simuler les transferts d’eaux entre le sol et l’atmosphère en contexte forestier (le modèle CASTANEA), a été appliqué à une parcelle de Chêne vert. L’infiltration efficace (un indicateur de la recharge) estimé avec CASTANEA a été comparée à celle estimée par des approches classiques ainsi qu’à des séries long terme de flux d’eaux souterraines (9 années). Les résultats de cette analyse révèlent que l’infiltration efficace modélisée à partir d’un modèle de végétation comme CASTANEA est plus satisfaisante que les approches classiques ne tenant pas compte du fonctionnement de la végétation. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes pour mieux tenir compte du fonctionnement de la végétation et de l’usage du sol sur la recharge des hydrosystèmes karstiques.Assessing the recharge of underground hydrosystems remains an obstacle to understand their hydrologeological functioning. During a rain event, which part of the rain is evapotranspired ? And how much is temporarily stored within the soil ? These questions are particularly relevant in heterogeneous media such as karst hydrosystems. Currently, the models used to compute recharge of karst hydrosystems, rely on simplistic formulations of evapotranspiration that do not account for vegetation functioning. In this study, we used the vegetation process based model CASTANEA, which is designed to compute water transfer between soil, plant and atmosphere. We computed effective infiltration (an index of recharge) with CASTANEA and with other classical approach (based on precipitation minus ETP), and for a welldocumented holm oak site in Provence. Our results provide evidences that effective infiltration computed with CASTANEA yield more satisfactory correlation with measured outflow than simulations based on the classical approach. Our results provide a promising way to improve the simulation of karst hydrosystem recharge

" Carrière du capital social et segmentation du marché. Évolution des effets des relations sur les trajectoires professionnelles des architectes d'intérieur "

International audienc

Caractérisation et la spatialisation de la recharge des aquifères karstiques

La recharge des hydrosystèmes karstiques dépend des conditions climatiques, de la transpiration de la végétation, de l’évaporation des sols, des propriétés du sol et de l’hétérogénéité du karst. Elle dépend donc de nombreux facteurs variables dans le temps et dans l’espace, nous souhaitons caractériser et localiser les variations de la recharge d’hydrosystèmes karstiques à l’échelle régionale (pluri-kilométrique).La recharge peut être diffuse ou concentrée selon l’hétérogénéité du karst, ce qui limite à la fois les possibilités de mesures et de modélisations. Bien que l’évapotranspiration conditionne fortement la recharge du karst, l’évaluation de sa dynamique spatiotemporelle est souvent simplifiée. La calibration des paramètres du modèle hydrogéologique peut compenser les erreurs d’estimation de l’évapotranspiration et de la recharge donc, sans contrainte extérieure, la validation des simulations reste difficile. Afin de connaitre la distribution spatiotemporelle de la recharge du karst nous proposons un modèle conceptuel semi-distribué de l’hydrosystème (KaRaMel) associé à un modèle conceptuel semi-distribué de l’évapotranspiration (SimpKcET). Les outils développés sont appliqués au vaste hydrosystème de la Fontaine de Vaucluse (Sud-Est de la France). Les résultats montrent que (1) l’utilisation des indices de végétation, fournis par les mesures satellites, permet une estimation réaliste de la dynamique spatiotemporelle de l’évapotranspiration pour tous les types de végétations ; (2) la distribution spatiale des paramètres du modèle conceptuel semi-distribué du karst peut facilement être contrainte avec des informations sur les sols (réserve utile) et sur l’hydrosystème (vulnérabilité intrinsèque) ; (3) une boite à outils pour le système d’information géographique (QGIS) a été développée afin de faciliter la cartographie de la vulnérabilité intrinsèque des aquifères karstiques avec la méthode PaPRIKa; (4) KaRaMel + SimpKcET permet à la fois de connaître la répartition spatiotemporelle des stocks et une estimation fiable des débits de l’exutoire de l’aquifère; (5) la recharge journalière, mensuelle et annuelle varie considérablement dans l’espace et dans le temps, les zones les plus contributives évoluant d’une année à l’autre ; (6) les débits de la Fontaine de Vaucluse sont sensibles à la distribution spatiale de la recharge

Characterization and spatialization of the recharge of karst hydrosystems : Application to the Fontaine de Vaucluse aquifer, France

La recharge des hydrosystèmes karstiques dépend des conditions climatiques, de la transpiration de la végétation, de l’évaporation des sols, des propriétés du sol et de l’hétérogénéité du karst. Elle dépend donc de nombreux facteurs variables dans le temps et dans l’espace, nous souhaitons caractériser et localiser les variations de la recharge d’hydrosystèmes karstiques à l’échelle régionale (plurikilométrique). La recharge peut être diffuse ou concentrée selon l’hétérogénéité du karst, ce qui limite à la fois les possibilités de mesures et de modélisations. Bien que l’évapotranspiration conditionne fortement la recharge du karst, l’évaluation de sa dynamique spatiotemporelle est souvent simplifiée. La calibration des paramètres du modèle hydrogéologique peut compenser les erreurs d’estimation de l’évapotranspiration et de la recharge donc, sans contrainte extérieure, la validation des simulations reste difficile. Afin de connaitre la distribution spatiotemporelle de la recharge du karst nous proposons un modèle conceptuel semi-distribué de l’hydrosystème (KaRaMel) associé à un modèle conceptuel semi-distribué de l’évapotranspiration (SimpKcET). Les outils développés sont appliqués au vaste hydrosystème de la Fontaine de Vaucluse (Sud-Est de la France). Les résultats montrent que (1) l’utilisation des indices de végétation, fournis par les mesures satellites, permet une estimation réaliste de la dynamique spatiotemporelle de l’évapotranspiration pour tous les types de végétations ; (2) la distribution spatiale des paramètres du modèle conceptuel semi-distribué du karst peut facilement être contrainte avec des informations sur les sols (réserve utile) et sur l’hydrosystème (vulnérabilité intrinsèque) ; (3) une boite à outils pour le système d’information géographique (QGIS) a été développée afin de faciliter la cartographie de la vulnérabilité intrinsèque des aquifères karstiques avec la méthode PaPRIKa ; (4) KaRaMel + SimpKcET permet à la fois de connaître la répartition spatiotemporelle des stocks et une estimation fiable des débits de l’exutoire de l’aquifère; (5) la recharge journalière, mensuelle et annuelle varie considérablement dans l’espace et dans le temps, les zones les plus contributives évoluant d’une année à l’autre ; (6) les débits de la Fontaine de Vaucluse sont sensibles à la distribution spatiale de la recharge.The recharge of karst hydrosystems depends on climatic conditions, vegetation transpiration, soil evaporation, soil properties and karst heterogeneity. Recharging therefore depends on many factors that vary in time and space, and we wish to characterize and locate variations in the recharge of karst hydrosystems on a regional scale. The recharge can be diffuse or concentrated depending on the heterogeneity of the karst, which limits both measurement and modelling possibilities. Although evapotranspiration strongly influences the recharge of karst, the assessment of its spatiotemporal dynamics is often simplified. Calibration of the hydrogeological model parameters can compensate errors in estimating evapotranspiration and recharge and without external constraints, validation of the simulations remains difficult. In order to know the spatial and temporal distribution of karst recharge we propose a semi-distributed conceptual model of the hydrosystem (KaRaMel) associated with a semi-distributed conceptual model of evapotranspiration (SimpKcET). The tools developed are applied to the vast hydrosystem of the Fontaine de Vaucluse (South-East France). The results show that (1) the use of vegetation indices, provided by remote sensing, provides a realistic estimate of the spatiotemporal dynamics of evapotranspiration for all types of vegetation; (2) the spatial distribution of the parameters of the semi-distributed model can easily be constrained with information on soils (soil available water capacity) and on the hydrosystem (intrinsic vulnerability); (4) A toolbox for geographic information systems has been developed to facilitate the mapping of the intrinsic vulnerability of karst aquifers using the PaPRIKa method; (3) KaRaMel + SimpKcET provides both the spatial and temporal distribution of stocks and a reliable estimate of the aquifer discharges ; (4) daily, monthly and annual recharges change considerably in space and time, the most contributing areas varying from one year to the next; (5) the discharges of the Fontaine de Vaucluse are sensitive to the spatial distribution of the recharge

Entre coproduction, délégation et éducation : la relation de service à la lumière de l'activité d'architecte d'intérieur

International audienc

Entre sociologie des professions et sociologie des marchés : la constitution du marché de l'architecture d'intérieur en France.

International audienc

Caractérisation et spatialisation de la recharge des hydrosystèmes karstiques : Application à l'aquifère de Fontaine de Vaucluse, France

The recharge of karst hydrosystems depends on climatic conditions, vegetation transpiration, soil evaporation, soil properties and karst heterogeneity. Recharging therefore depends on many factors that vary in time and space, and we wish to characterize and locate variations in the recharge of karst hydrosystems on a regional scale. The recharge can be diffuse or concentrated depending on the heterogeneity of the karst, which limits both measurement and modelling possibilities. Although evapotranspiration strongly influences the recharge of karst, the assessment of its spatiotemporal dynamics is often simplified. Calibration of the hydrogeological model parameters can compensate errors in estimating evapotranspiration and recharge and without external constraints, validation of the simulations remains difficult. In order to know the spatial and temporal distribution of karst recharge we propose a semi-distributed conceptual model of the hydrosystem (KaRaMel) associated with a semi-distributed conceptual model of evapotranspiration (SimpKcET). The tools developed are applied to the vast hydrosystem of the Fontaine de Vaucluse (South-East France). The results show that (1) the use of vegetation indices, provided by remote sensing, provides a realistic estimate of the spatiotemporal dynamics of evapotranspiration for all types of vegetation; (2) the spatial distribution of the parameters of the semi-distributed model can easily be constrained with information on soils (soil available water capacity) and on the hydrosystem (intrinsic vulnerability); (4) A toolbox for geographic information systems has been developed to facilitate the mapping of the intrinsic vulnerability of karst aquifers using the PaPRIKa method; (3) KaRaMel + SimpKcET provides both the spatial and temporal distribution of stocks and a reliable estimate of the aquifer discharges ; (4) daily, monthly and annual recharges change considerably in space and time, the most contributing areas varying from one year to the next; (5) the discharges of the Fontaine de Vaucluse are sensitive to the spatial distribution of the recharge.La recharge des hydrosystèmes karstiques dépend des conditions climatiques, de la transpiration de la végétation, de l’évaporation des sols, des propriétés du sol et de l’hétérogénéité du karst. Elle dépend donc de nombreux facteurs variables dans le temps et dans l’espace, nous souhaitons caractériser et localiser les variations de la recharge d’hydrosystèmes karstiques à l’échelle régionale (plurikilométrique). La recharge peut être diffuse ou concentrée selon l’hétérogénéité du karst, ce qui limite à la fois les possibilités de mesures et de modélisations. Bien que l’évapotranspiration conditionne fortement la recharge du karst, l’évaluation de sa dynamique spatiotemporelle est souvent simplifiée. La calibration des paramètres du modèle hydrogéologique peut compenser les erreurs d’estimation de l’évapotranspiration et de la recharge donc, sans contrainte extérieure, la validation des simulations reste difficile. Afin de connaitre la distribution spatiotemporelle de la recharge du karst nous proposons un modèle conceptuel semi-distribué de l’hydrosystème (KaRaMel) associé à un modèle conceptuel semi-distribué de l’évapotranspiration (SimpKcET). Les outils développés sont appliqués au vaste hydrosystème de la Fontaine de Vaucluse (Sud-Est de la France). Les résultats montrent que (1) l’utilisation des indices de végétation, fournis par les mesures satellites, permet une estimation réaliste de la dynamique spatiotemporelle de l’évapotranspiration pour tous les types de végétations ; (2) la distribution spatiale des paramètres du modèle conceptuel semi-distribué du karst peut facilement être contrainte avec des informations sur les sols (réserve utile) et sur l’hydrosystème (vulnérabilité intrinsèque) ; (3) une boite à outils pour le système d’information géographique (QGIS) a été développée afin de faciliter la cartographie de la vulnérabilité intrinsèque des aquifères karstiques avec la méthode PaPRIKa ; (4) KaRaMel + SimpKcET permet à la fois de connaître la répartition spatiotemporelle des stocks et une estimation fiable des débits de l’exutoire de l’aquifère; (5) la recharge journalière, mensuelle et annuelle varie considérablement dans l’espace et dans le temps, les zones les plus contributives évoluant d’une année à l’autre ; (6) les débits de la Fontaine de Vaucluse sont sensibles à la distribution spatiale de la recharge