Fully integrated groundwater-surface water modelling to forecast soil moisture at field scale in a Manitoba catchment

Keshav Parameshwaran S, Hartmut M. Hollander, Paul Bullock, Steven Frey, Timi Ojo

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: L'humidité du sol est cruciale dans le système sol-plante-atmosphère et est contrôlée par des facteurs d'interaction tels que les propriétés du sol, la végétation, et les précipitations. Cette étude utilise une modélisation entièrement intégrée des eaux de surface et des eaux souterraines appelée HydroGeoSphere (HGS) pour simuler les conditions d'humidité du sol dans le bassin versant de Brunkild. Les mesures observées du profil d'humidité du sol ont été mesurées avec des capteurs Sentek et ont été augumentées par las variantes de Real Time In-Situ Soil Moisture Analysis (RISMA). Les variables météorologiques requises pour le forçage du modèle ont été obtenues à partir des stations RISMA. Les résultats de la série de sable ont montré un meilleur ajustement pour la surface et 20 cm de profondeur, tandis que la série d'argile avait un meilleur ajustement pour la surface, 20 cm, 50 cm, et 100 cm des profondeurs. Une simulation continue avec des valeurs affinées des paramètres soil-hydraulics est actuellement effectuée pour de meilleurs résultats. Le modèle sera utilisé pour produire des prévisions sur 14 jours de l'humidité du sol au cours de la saison de récolte 2021.

ABSTRACT: Soil moisture is crucial in the soil-plant-atmosphere system and is controlled by interacting factors like soil properties, vegetation, and precipitation. This study uses the fully integrated surface water - groundwater modelling softw are called HydroGeoSphere (HGS) to simulate soil moisture conditions within the Brunkild catchment. Observed soil moisture profile measurements were measured with Sentek sensors and it was augmented with readings from Real-Time In-Situ Soil Moisture Analysis (RISMA) stations. Meteorological variables required for model forcing were obtained from the RISMA stations. The results of the sand series showed a better fit for surface, 20 cm depths while the clay series had a better fit for surface, 20 cm, 50 cm and 100 cm depths. Continuous simulation w ith refined values of soil hydraulic parameters is currently performed for improved results. The model will be used to produce 14-day forecasts of soil moisture during the 2021 growing season.

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