Simplified 1D model of groundwater transient flow through a multilayered riverbank soil

Abstract

Le niveau de la nappe phréatique le long des berges d’une rivière varie en fonction de la fluctuation du niveau d’eau de la rivière. Par conséquent, la stabilité des berges est sensible au niveau variable des pressions interstitielles générées. C’est pourquoi, pour évaluer le risque d’effondrement des berges, l’étude de l’écoulement transitoire de l’eau dans la berge, généralement multicouche, est de première importance. Le modèle d’écoulement simplifié 1D proposé est basé sur, (i) l’hypothèse de Dupuit de quasi-verticalité des lignes équipotentielles, (ii) l’équation de Boussinesq pour les écoulements non-permanents, et (iii) des perméabilités équivalentes et des porosités efficaces locales des couches de sol. Une discrétisation en différences finies dans l’espace et le temps du problème non linéaire de l’écoulement transitoire dans un sol multicouche est déduite. La résolution numérique est conduite dans le langage Matlab avec un algorithme itératif de Newton-Raphson. Les résultats montrent que le modèle simplifié proposé traduit bien le caractère multicouche du sol et l’influence de la perméabilité des différentes couches.