Dans les régions septentrionales et les zones surélevées, le manteau neigeux se développe pendant les mois d'hiver et la fonte se produit pendant l'été. La fonte des neiges dans un bassin versant est une source importante d'eau douce qui se jette dans les ruisseaux et les rivières. La consommation d'eau potable, l'irrigation, les loisirs et la production d'énergie hydroélectrique font partie des utilisations critiques de l'eau touchées par la fonte des neiges.
Problème
Chaque année, les hydrologues doivent prévoir le ruissellement de la fonte des neiges dans les principaux bassins hydrographiques. Quelle quantité d'eau doit être retenue dans les réservoirs et quelle quantité peut s'écouler? Quelle est la manière appropriée de contrôler le danger d'inondation?
Contribution GPR à la solution
La neige est très transparente aux signaux GPR. De simples relevés par réflexion GPR sont couramment utilisés pour cartographier l'épaisseur de la neige. Le degré de compactage de la neige varie, ce qui entraîne des variations de la teneur en eau équivalente. Cette étude visait à démontrer comment les mesures de la vitesse GPR pouvaient fournir des facteurs de conversion de la teneur en neige en eau.
La neige est très transparente aux signaux GPR. De simples relevés par réflexion GPR sont couramment utilisés pour cartographier l'épaisseur de la neige.
La zone expérimentale se trouvait au centre de la Norvège. Le manteau neigeux était celui qui ne fondait pas totalement chaque année et était adjacent à un glacier. Le fait d'avoir de la neige vieillie a fourni un plus grand contraste de densité dans la neige.
Le GPR a d'abord été utilisé pour obtenir les profils de réflexion d'une série de lignes de test. Des zones avec une couche de neige étendue ont été recherchées. Des mesures CMP multi-offset ont ensuite été acquises pour permettre l'estimation de la vitesse GPR en fonction de la profondeur.
L'équivalent en volume d'eau de la neige peut être déterminé si la densité de la neige est connue. La neige peut être considérée comme un mélange de glace et d'air, la densité étant proportionnelle à la fraction volumique de glace. En utilisant des modèles de mélange qui relient la fraction volumique de glace à la vitesse GPR, la densité peut être déduite si la vitesse GPR est mesurée.
Les données de cette étude ont été utilisées pour démontrer cette méthodologie pour déterminer la teneur en eau de la neige. Plusieurs groupes intègrent maintenant le GPR dans leurs prévisions hydrologiques.
La conglomération de neige de la zone du bassin est facilement cartographiée par imagerie satellite. La vérification au sol, obtenue à l'aide du profilage GPR sur des lignes contrôlées, fournit les informations de troisième dimension sur la profondeur du manteau neigeux, améliorant ainsi les estimations du volume de neige. Si nécessaire, l'estimation de la vitesse GPR peut être utilisée pour ajuster la conversion du volume de neige en volume d'eau.
Résultats et bénéfices
Cette étude de cas fournit des informations générales sur l'utilisation du GPR pour la prévision de l'hydologie de la neige. Certains avantages clés sont:
- GPR fournit un outil de reconnaissance rapide de la neige
- Des systèmes tels que les systèmes SnowScan® et Noggin® 500 permettent une utilisation simple et intuitive sur le terrain
- Les utilisateurs peuvent être efficaces avec une formation minimale
- Une méthode scientifiquement fiable pour les conversions de neige en eau est disponible
Téléchargez l'étude de cas: Snow to Water
En savoir plus sur pulseEKKO® GPR
Les réponses GPR varient considérablement en fonction de la cible recherchée et du matériel hôte. La variabilité de la réponse GPR peut être un défi pour les nouveaux utilisateurs GPR. Lors de la découverte du GPR, la meilleure pratique consiste à passer en revue plusieurs études de cas pour développer une compréhension de la variabilité. Recherchez d'autres informations pertinentes sur l'onglet Ressources pour en savoir plus.
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