LABORATORY TESTING PROGRAM FOR THE PREDICTION OF RAINFALL RUNOFF FROM SOIL COVER SYSTEMS

Ahlam Abdulnabi, G. Ward Wilson

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Laboratory Testing II / Essais en laboratoire II

ABSTRACT: Soil covers are commonly utilized to prevent Acid Rock Drainage (ARD). The design is governed by the net infiltration into the system. Infiltration prediction models require calibration using water balance controls. This requires rainfall runoff measurements, yet, such measurements are rarely available. Alternatively, accurate predictions of rainfall runoff for soil cover systems facilitate the calibration procedure. A laboratory-testing program was developed to formulate a reliable model to predict rainfall runoff for soil covers. Both single layer and multi-layer soil profiles were tested in a specially designed rainfall simulator apparatus. Simulated precipitations of different intensities on different initial conditions were conducted. Runoff volumes were measured simultaneously with rainfall volumes. In addition, a number of instruments were installed to monitor changes in matric suction and volumetric moisture content as the wetting fronts propagated. Results suggest that rainfall runoff rate is primarily governed by the applied rainfall intensity and saturated hydraulic conductivity in the case of saturated soil surfaces, whereas it is governed by the applied rainfall intensity and infiltration capacity for unsaturated soil profiles.

RÉSUMÉ: Les sols de recouvrement sont couramment utilisés pour prévenir et atténuer le drainage rocheux acide (ARD). La procédure de conception dépend en premier lieu de l'infiltration nette dans le système. Les modèles de prédiction de l'infiltration exigent un étalonnage précis. Cela nécessite que les mesures du ruissellement pluvial soient disponibles. Par contre, ces données sont rarement disponibles. Alternativement, les prévisions précises du ruissellement pluvial pour les systèmes de sols de recouvrement facilitent la procédure d'étalonnage. Un programme d™essai de laboratoire a été élaboré pour réaliser un modèle fiable permettant d™estimer le ruissellement pluvial pour les sols de recouvrement. Des sols à une et à plusieurs couches ont été testés dans un simulateur de précipitations spécialement conçu. Des précipitations de différentes intensités ont été simulées à différentes conditions initiales. Les volumes de ruissellement ont été mesurés simultanément avec les volumes de précipitations. De plus, un certain nombre d™instruments ont été installés pour contrôler les changements de succion matricielle et la teneur en eau volumétrique à mesure que le front d™humidité avance. Les résultats expérimentaux préliminaires montrent que le taux de ruissellement pluvial est d™abord contrôlé par l™intensité de précipitation appliquée et par la conductivité hydraulique dans le cas d™une surface de sol saturée, et qu™il est contrôlé par l™intensité de précipitation appliquée et la capacité d™infiltration dans les sols non saturés.

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