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Impact of land use on the hydraulic properties of the topsoil in a small French catchment

Authors :
J. Dehotin
Kristell Michel
Laurent Lassabatere
Isabelle Braud
M. Lagouy
Flora Branger
Enrique González-Sosa
Rafael Angulo-Jaramillo
C. Jacqueminet
S. Kermadi
Universidad Autonoma de Queretaro. Santiago de Queretaro
Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY)
Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)
Division Eau et Environnement (LCPC/EAU)
Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)
Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE)
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Sciences de l'Environnement (LSE-ENTPE)
École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université de Lyon-Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement
Environnement Ville Société (EVS)
Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML)
Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)
Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)
École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement
Environnement, Ville, Société (EVS)
École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Hydrological Processes, Hydrological Processes, Wiley, 2010, 24 (17), pp.2382-2399. ⟨10.1002/hyp.7640⟩, Hydrological Processes, Wiley, 2010, 24 (17), p. 2382-p. 2399. ⟨10.1002/hyp.7640⟩, Hydrological Processes, 2010, 24 (17), pp.2382-2399. ⟨10.1002/hyp.7640⟩
Publication Year :
2010
Publisher :
HAL CCSD, 2010.

Abstract

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU [Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU; The hydraulic properties of the topsoil control the partition of rainfall into infiltration and runoff at the soil surface. They must be characterized for distributed hydrological modelling. This study presents the results of a field campaign documenting topsoil hydraulic properties in a small French suburban catchment (7 km2) located near Lyon, France. Two types of infiltration tests were performed: single ring infiltration tests under positive head and tension disk infiltration using a mini-disk. Both categories were processed using the BEST Beerkan Estimation of Soil Transfer parameters- method to derive parameters describing the retention and hydraulic conductivity curves. Dry bulk density and particle size data were also sampled. Almost all the topsoils were found to belong to the sandy loam soil class. No significant differences in hydraulic properties were found in terms of pedologic units, but the results showed a high impact of land use on these properties. The lowest dry bulk density values were obtained in forested soils with the highest organic matter content. Permanent pasture soils showed intermediate values, whereas the highest values were encountered in cultivated lands. For saturated hydraulic conductivity, the highest values were found in broad leaved forests and small woods. The complementary use of tension disk and positive head infiltration tests highlighted a sharp increase of hydraulic conductivity between near saturation and saturated conditions, attributed to macroporosity effect. The ratio of median saturated hydraulic conductivity to median hydraulic conductivity at a pressure of -20 mm of water, was about 50. The study suggests that soil texture, such as used in most pedo-transfer functions, might not be sufficient to properly map the variability of soil hydraulic properties. Land use information should be considered in the parameterizations of topsoil within hydrological models to better represent in situ conditions, as illustrated in the paper.

Details

Language :
English
ISSN :
08856087 and 10991085
Database :
OpenAIRE
Journal :
Hydrological Processes, Hydrological Processes, Wiley, 2010, 24 (17), pp.2382-2399. ⟨10.1002/hyp.7640⟩, Hydrological Processes, Wiley, 2010, 24 (17), p. 2382-p. 2399. ⟨10.1002/hyp.7640⟩, Hydrological Processes, 2010, 24 (17), pp.2382-2399. ⟨10.1002/hyp.7640⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d39f2b3123b41186fcb40fefac5e5e99