Étude numérique de l'accumulation et de la précipitation de sel induites par l'évaporation dans des sols salins nus : Mécanisme et rétroaction

Résumé L'évaporation des sols salins nus dans les zones humides côtières provoque la précipitation de sel sous forme d'efflorescence et de subflorescence. Cependant, il n'est pas clair dans quelle mesure le sel précipité affecte à son tour le transport de l'eau dans le sol et donc le taux d'évaporation. Nous avons émis l'hypothèse que l'efflorescence exerce une résistance de paillage à l'évaporation, tandis que la subflorescence réduit l'espace des pores pour le mouvement de la vapeur d'eau à travers le sol. Un modèle numérique a été développé pour simuler le transport de l'eau, du soluté et de la chaleur dans le sol, ainsi que l'évaporation et la précipitation de sel qui en résultent, avec le mécanisme de rétroaction hypothétisé incorporé. Le modèle a été appliqué pour simuler quatre expériences d'évaporation dans des colonnes de sol avec et sans une nappe phréatique fixe peu profonde, et il a été constaté qu'il reproduisait bien les observations expérimentales. Les résultats simulés ont indiqué que tant que la connexion hydraulique entre la couche de sol proche de la surface et la source d'eau dans la couche de sol intérieure existe, la vaporisation se produit près de la surface, et le sel précipite exclusivement sous forme d'efflorescence. Lorsque cette connexion hydraulique est absente, le plan de vaporisation se développe vers le bas et le sel précipite sous forme de subflorescence. Étant plus substantielle en quantité, l'efflorescence affecte plus significativement l'évaporation que la subflorescence pendant le processus de séchage du sol. Différentes étapes d'évaporation, basées sur l'emplacement du plan de vaporisation et l'état d'accumulation de sel, peuvent être identifiées pour caractériser le processus d'évaporation des sols salins nus avec ou sans une nappe phréatique fixe peu profonde.