Computer Simulation of Levee’s Erosion and Overtopping Simulation numérique de l'érosion et de la surverse de digues

Improved computer models of erosion have been developed, considering soil hydraulic conductivity. The models deal with erosion of levees, dams and embankments due to overtopping. The simulations trace the formation of rills and gullies, beginning with initial overtopping and continuing to final breaching. Physical models performed at “1-g” and high “g” using a geotechnical centrifuge have been used to calibrate the models. Previous models did not consider soil hydraulic conductivity, and although results were quite good for the formation of rills and gullies and sediment quantities, breach times were underestimated. Essentially the water flow was treated as if passing over a solid surface, not entering the soil, and the total water flow was available for erosion. Thus, breach times were underestimated. Soil erodibility parameters had to be adjusted to achieve good agreement with breach times. The new models developed consider soil hydraulic conductivity, and produce good agreement with the performance of the physical modeling. RÉSUMÉ : Des modèles numériques améliorés de l'érosion ont été développés, qui prennent en compte de la conductivité hydraulique du sol. Les modèles traitent de l'érosion des digues, des barrages et des remblais par surverse. Les simulations permettent de suivre la formation de rigoles et de ravines, s’initiant avec la surverse et se poursuivant par la brèche finale. Les modèles physiques "1-g" et "g" à l'aide d'une centrifugeuse géotechnique ont été utilisés pour étalonner les modèles. Les modèles précédents ne considéraient pas la conductivité hydraulique du sol, et même si les résultats étaient assez bons pour la formation des rigoles et de ravines et des quantités de sédiments, les temps ont été sous-estimés pour la formation de la brèche. En particulier, le débit de l'eau a été traité comme s'il s’écoulait sur une surface solide, ne pénétrant pas dans le sol, et donc le débit total d'eau était disponible pour l'érosion. Ainsi, les temps pour la brèche ont été sous-estimés. Les paramètres d'érodabilité du sol ont dû être ajustés afin de parvenir à un bon accord entre le temps de formation de la brèche. Les nouveaux modèles développés considèrent la conductivité hydraulique du sol, et les résultats sont en bon accord avec les résultats de la modélisation physique.