Il y a plusieurs années, tout en étudiant les impacts environnementaux des fermes solaires à grande échelle dans le désert du Nevada, Les scientifiques du Desert Research Institute (DRI) Yuan Luo, doctorat et Markus Berli, doctorat s'est intéressé à une question particulière :comment la présence de milliers de panneaux solaires impacte-t-elle l'hydrologie du désert ?

Cette question a conduit à d'autres questions. « Comment les panneaux solaires modifient-ils la façon dont l'eau atteint le sol lorsqu'il pleut ? » ils ont demandé. « Où va l'eau ? Quelle quantité d'eau de pluie reste dans le sol ? À quelle profondeur pénètre-t-elle dans le sol ?

"Pour comprendre l'impact des panneaux solaires sur l'hydrologie du désert, nous avions essentiellement besoin d'une meilleure compréhension du fonctionnement hydraulique des sols désertiques, " expliqua Luo, chercheur postdoctoral à la Division des sciences hydrologiques de DRI et auteur principal d'une nouvelle étude sur Journal de la Zone Vadose .

Dans l'étude, Luo, Berli, et ses collègues Teamrat Ghezzehei, doctorat de l'Université de Californie, Merci, et Zhongbo Yu, doctorat de l'Université de Hohai, Chine, apporter des améliorations importantes à notre compréhension de la façon dont l'eau se déplace et est stockée dans les sols secs en affinant un modèle informatique existant.

Le modèle, appelé HYDRUS-1D, simule la façon dont l'eau se redistribue dans un sol désertique sablonneux en fonction des données de précipitation et d'évaporation. Une première version du modèle a été développée par un ancien étudiant diplômé de DRI nommé Jelle Dijkema, mais ne fonctionnait pas bien dans des conditions où les niveaux d'humidité du sol près de la surface du sol étaient très faibles.

Pour affiner et étendre l'utilité du modèle de Dijkema, Luo a analysé les données de l'installation de lysimètre SEPHAS de DRI, situé à Boulder City, Nev. Ici, grand, sous la terre, des réservoirs en acier remplis de terre ont été installés sur des ponts-bascules pour permettre aux chercheurs d'étudier les gains et les pertes d'eau naturels dans une colonne de sol dans des conditions contrôlées.

En utilisant les données des lysimètres, Luo a exploré l'utilisation de plusieurs équations hydrauliques pour affiner le modèle de Dijkema. Le résultat final, qui est décrit dans le nouveau document, était une meilleure compréhension et un modèle de la façon dont l'humidité se déplace et est stockée dans les couches supérieures des sols secs du désert.

"La première version du modèle avait quelques défauts, " Luo a expliqué. " Cela ne fonctionnait pas bien pour les sols très secs avec une teneur en eau volumétrique inférieure à 10 pour cent. Les lysimètres SEPHAS nous ont fourni de très bonnes données pour nous aider à comprendre le phénomène de la façon dont l'eau se déplace à travers les sols secs en raison des précipitations et de l'évaporation."

En milieu désertique, comprendre le mouvement de l'eau à travers les sols est utile pour une variété d'utilisations pratiques, y compris la restauration des sols, gestion de l'érosion et de la poussière, et l'atténuation des risques d'inondation. Par exemple, ce modèle sera utile pour les projets de restauration du désert, où les chefs de projet doivent savoir combien d'eau sera disponible dans le sol pour les plantes après une tempête de pluie dans le désert, dit Berli. C'est également une pièce clé du puzzle nécessaire pour aider à répondre à leur question initiale sur l'impact des fermes solaires sur l'hydrologie du désert.

"Le modèle est très technique, mais tous ces trucs techniques ne sont qu'un moyen mathématique de décrire comment l'eau de pluie se déplace dans le sol une fois que l'eau atteint le sol, " a déclaré Berli. " Dans l'ensemble, cette étude a été motivée par la question très pratique de ce qu'il advient de l'eau de pluie lorsqu'elle tombe sur des fermes solaires avec des milliers et des milliers de panneaux solaires dans le désert, mais pour répondre à de telles questions, parfois, il faut creuser profondément et répondre d'abord à des questions plus fondamentales."